2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как самому сделать буферную емкость для отопления?

Теплоаккумулятор для отопления частного дома

Отопление частных домов часто организуется от твердотопливного котла, установленного в отдельном помещении – котельной. Такой вид оправдывает себя, если отсутствует централизованное газоснабжение. Серьезный недостаток твердотопливного котла – необходимость производить частую закладку топлива. При сильных холодах приходится это делать даже ночью, что делает эксплуатацию неудобной. Избавить владельцев домов от этой проблемы может теплоаккумулятор для отопления.

Что такое теплоаккумулятор и как он работает

Этот прибор в простейшем варианте представляет собой прочную герметичную емкость. Она обычно имеет цилиндрическую форму и устанавливается вертикально. В боковой поверхности встроены патрубки ля подключения труб. Вся емкость снаружи хорошо теплоизолирована.

Устройство подключается к котлу и к приборам отопления. Примерная схема подключения приведена ниже.

Теплоаккумулятор для отопления

Принцип работы теплоаккумулятора заключается в том, что он запасает для системы отопления большой объем горячего теплоносителя. Впоследствии тепло используется для нагревания радиаторов. Котел отопления в это время может даже не работать. Это возможно, благодаря установке в обратные магистрали клапанов, регулирующих направление потока теплоносителя (их еще называют обратными клапанами). Иногда название этого прибора звучит, как «буферная емкость».

Буферная емкость или теплоаккумулятор

Обвязка котла осуществляется таким образом, чтобы горячая жидкость двигалась по верху контура от нагревателя к аккумулятору, а холодная внизу наоборот. Соединение буферной емкости с приборами отопления – радиаторами, регистрами, производится иначе. Движение горячей жидкости должно осуществляться от аккумулятора к отопительным приборам, а отдав тепло в помещение, теплоноситель возвращается в буферную емкость.

Теплоаккумулятор для отопления, установленный в систему, значительно замедляет первый прогрев радиаторов, так как значительную часть энергии топлива котел направляет на прогрев большой массы теплоносителя.

Когда необходим теплоаккумулятор для отопления

В каких случаях выгодна установка теплоаккумулятора? Несмотря на заверения продавцов, что такое устройство поможет сэкономить до 30% энергии топлива, с установкой его спешить не стоит.

Объясняется все просто. При использовании схемы, в которой осуществляется постоянная работа нагревателя, например, если применяется газовый котел, установка устройства будет наоборот, увеличивать расход энергоносителей. Дело в том, что идеально утеплить аккумулятор невозможно. А даже малейшие теплопотери будут просто бессмысленно нагревать воздух в котельной. На это и будет затрачиваться часть энергии, хоть и небольшая.

Однако, в некоторых случаях установка этого прибора оправдана:

  1. При использовании преобразователей солнечной энергии для нагревания теплоносителя, в светлое время суток теплоаккумулятор будет накапливать тепло, а потом отдавать его ночью.
  2. Если для нагревания теплоносителя применяется электрический котел, можно нагревать теплоаккумулятор в ночное время, когда тариф на электроэнергию почти вдвое ниже дневного. Днем отопительная система отопления будет работать, по максимуму используя тепловую энергию, накопленную аккумулятором.
  3. Оправдана установка устройства и в том случае, если по климатическим условиям отсутствует необходимость использования котла на полную мощность. Такое случается, когда большую часть холодного периода температура наружного воздуха выше пиковой. Использование котла не в соответствии с мощностью вызывает сужение дымоходов из-за наслоения сажи, а как следствие – снижение тяги. Теплоаккумулятор позволит осуществлять периодическую топку на полную мощность, а в остальное время использовать энергию аккумулятора.
  4. При использовании твердотопливного котла с теплоаккумулятором, интервал между загрузками топлива может увеличиться.

Расчет параметров и выбор теплоаккумулятора

Чтобы добиться наибольшей эффективности от использования устройства, необходимо, чтобы объем его соответствовал параметрам отопительной системы. Расчет теплоаккумулятора несложен. Для оптимальной работы устройства, необходимо, чтобы емкость его была 25-50 литров на каждый 1 кВт мощности отопительного котла. Лучше принимать среднее значение, приближаясь к верхнему.

Например, при мощности котла 10 кВт, емкость аккумулятора должна быть 250-500 литров. Можно выбрать верхнее значение. При мощности 15 кВт объем бака должен быть в пределах 375-750 литров. Но устройство объемом 750 литров будет затруднительно внести в котельную через обычные двери. Здесь выбирать придется, учитывая наружные размеры бака.

Исходя из потребностей, можно установить теплоаккумулятор с подключением к одному контуру либо устройство с несколькими патрубками для подключения, или прибор с теплообменником внутри, обеспечивающим нагрев воды для горячего водоснабжения.

Теплоаккумулятор для отопления своими руками

Изготовлению прибора для накопления тепловой энергии посвящено множество статей и видеороликов, заполняющих пространство сети Интернет. Насколько выгодным будет такое рукоделие?

Из чего состоит теплоаккумулятор для отопления

Чаще всего для изготовления потребуется большая прочная емкость. Приобретение ее, переделка, утепление могут потребовать затрат, сопоставимых с ценой заводского устройства. Делать же теплоаккумулятор для котла из простой бочки категорически не рекомендуется, так как теплоноситель с высокой — 100°С и более, температурой и находящийся под высоким давлением, легко ее разрушит.

В большинстве случаев изготовить качественный теплоаккумулятор своими руками невозможно. А подвергать опасности свой дом и жизнь своих близких вряд ли будет оправданным.

Теплоаккумулятор своими руками: как его сделать и подключить

Чтобы изготовить теплоаккумулятор своими руками, нужно предварительно выполнить его чертеж Большую роль в отопительной системе играет тепловой аккумулятор. Именно он отвечает за стабильный качественный обогрев жилья даже в тех случаях, когда топлива уже нет в системе. Этот полезный агрегат можно приобрести в магазине, но стоит он весьма недешево, а не у всех есть такие деньги. Поэтому можно попробовать сделать его, а затем подключить своими руками.

Домашний аккумулятор тепла и его принцип работы

Основная задача, которую выполняет теплоаккумулятор – это поддержание отопительной системы дома с помощью горячей воды, когда по каким-либо причинам не греется печь или котел. При грамотной установке устройства можно добиться улучшения качества обогрева жилья и экономии электроэнергии.

Простыми словами, это большой резервуар с водой, заключенный в теплоизоляционную оболочку.

Преимущества использования аккумулятора тепла:

  • Даже при полной остановке работы котлов отопления – помещение будет обогреваться;
  • При наличии теплоаккумулятора котел можно не топить на ночь, что даст в итоге нехилую экономию;
  • Благодаря тому, что аккумулятор принимает на себя излишки тепла – исключается риск перегрева отопительного контура;
  • Есть возможность соединить несколько источников тепла, например, вмонтировать в теплоаккумулятор тэны.

Недостатком теплового аккумулятора считаются его размеры и вес. Они немаленькие и для удобства использования устройства, желательно отвести для него отдельную комнату.

Принцип работы устройства таков: жидкость в емкости нагревается до высокой температуры, а затем постепенно отдается в отопительную систему.

Благодаря домашнему аккумулятору тепла можно улучшить эксплуатационные качества отопительной системы дома

Тепловой аккумулятор (его еще иногда называет буферной емкостью) может играть роль водонагревателя, если внутрь него встроить змеевик. Правда, нагревать воду в большом объеме все же не получится. Заряжать термоаккумулятор можно не только с помощью котла, но и посредством солнечного коллектора. Для этого тоже встраивается змеевик, через который будет течь нагретая солнцем жидкость.

Что такое накопительный бак для отопления

Накопительный бак – это утепленная емкость с выводами для подключения труб водяного отопления. Служит для обогрева жилья в период остановки работы источника тепла.

Стандартная, без лишних наворотов теплоаккумулирующая емкость состоит из:

  • Бака в виде стального цилиндра;
  • Теплоизоляции примерно в 50- 100 мм;
  • Обшивки;
  • Врезанных в емкость штуцеров;
  • Погружных гильз для фиксации манометра и термометра.

Также подобный водяной накопитель увеличивает эффективность работы твердотопливного котла. Ведь максимальная тепловая отдача происходит при активном горении топлива, а это невозможно без буфера, забирающего все излишки тепла на себя. Чем эффективнее горят дрова, тем их меньше надо. То же самое касается газовых установок.

Пока помещение греет теплогенератор, аккумулирующий бак накапливает тепло, и вода в нем прогревается до максимальной температуры. После завершения работы котла в батареи начинает поступать горячая жидкость, обеспечивающая отопление жилья. Продолжительность обогрева зависит от литража бака и уличной температуры.

Функциональный тепловой аккумулятор для отопления своими руками

Если вы решили изготовить теплонакопитель самостоятельно, то прежде чем приступить к работе, следует определиться с его размерами и внимательно изучить чертеж устройства.

Габариты бочки можно вычислить примерно, ориентируясь на соотношение 30-50 л на 1 кВт или умножив площадь, которую нужно отапливать на 4 (полученная величина и будет нужный объем).

Также нужно прикинуть, сколько места под самодельный накопитель вы сможете выделить и как долго энергоаккумулятор должен работать вместо основного источника тепла.

Схема изготовления теплоаккумулятора:

  1. Для создания бака можно взять бочку и хорошенько зачистить ее внутри. Это необходимо чтобы в воду не попадала ржавчина или какие-то окиси. Зачистку можно провести шлифовальным кругом или болгаркой.
  2. Затем в емкости сверлятся отверстия подходящие для диаметров подающих патрубков. Это делается дрелью со сверлом по металлу или с коронкой.
  3. Потом в сделанные отверстия ввариваются патрубки с резьбой для подачи и слива жидкости. Позже на резьбу будут фиксироваться шаровые краны для подключения в систему отопления.
  4. Приваривается крышка. Во время этой работы нужно следить за тем, чтобы все швы были герметичны, и не было течи.
  5. Происходит утепление теплоаккумулятора. Утеплить устройство можно минеральной или базальтовой ватой, которой нужно обернуть бочку, после чего хорошо стянуть материал крепежной лентой из металла.
  6. Остается подключить накопитель в систему с помощью шаровых кранов.

Аккумулирующая буферная емкость должна располагаться сразу после котла, выше батарей, чтобы вода беспрепятственно поступала в радиаторы.

Для создания буферной емкости помимо бочек можно использовать пропановые баллоны, старые бойлеры или списанные технологические емкости.

Читать еще:  Как устранить свищ в трубе отопления?

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками и ее подключение к системе

Буферную емкость можно использовать как постоянный или только сезонный накопитель тепловой энергии. В любом случае устройство нужно правильно подключить в систему. Это достаточно несложно, поэтому легко сделать самому.

Чтобы правильно подключить буферную емкость для твердотопливного котла, следует посмотреть обучающее видео

Подключение теплоаккумулятора к системе отопления:

  • Накопительный бак и обратный выход из котла соединяются, а затем между ними ставится циркуляционный насос;
  • Подключается трубопровод;
  • Если радиаторов в доме много, то нужно последовательно подключить каждый из них;
  • Чтобы исключить риск перегрева, аккумулятори нужно снабдить предохранительными клапанами и регулирующими датчиками.

Кстати, если литраж накопительного бака больше 500 л, просто ставить его на пол из бетона крайне нежелательно. Лучше сделать дополнительный фундамент.

Для этого нужно снять стяжку и вырыть яму, достающую до плотных грунтовых слоев. Потом нужно заполнить ее битым камнем, уплотнить и залить глиной в жидком состоянии.

Стоит ли мастерить теплоаккумулятор из еврокуба

Напоследок еще несколько советов, касающихся создания буферной накопительной емкости.

Итак, что же следует еще учитывать:

  • Нельзя использовать пластиковые емкости, так как они не способны выдержать высокую температуру воды, под воздействием которой могут начать плавиться;
  • Для слишком большого дома может понадобиться объемный накопитель – в этом случае можно использовать прямоугольный или кубический короб, который можно сварить самому (к тому же его будет легче утеплить).

Многие домашние мастера пытаются сделать тепловой аккумулятор из популярного сейчас еврокуба. Тут нужно обязательно помнить, что он сделан из пластика и максимальная температура, которую он может выдержать равна 70 градусам, что очень мало. Но есть варианты более стойких емкостей, поэтому выбирая материал для будущего накопителя, следует внимательно изучать маркировку.

Как сделать теплоаккумулятор своими руками (видео)

Аккумулирующие накопительные емкости выполняют важные функции в отопительной домашней системе. Они могут повышать эффективность работы твердотопливных котлов или печей, давать возможность сэкономить электроэнергию и сырье. Сделать такой накопитель можно самостоятельно, грамотно подобрав материалы и выполнив нехитрые работы.

Описание и характеристики ёмкости системы отопления: буферной, аккумулирующей, накопительной

Как повысить эффективность функционирования системы отопления? Помимо стандартных способов можно сделать небольшую модернизацию. Она заключается в установке дополнительных баков, которые могут выполнять различные функции. При этом важно правильно подобрать ёмкость системы отопления: буферная, аккумулирующая, накопительная. От этого будет зависеть КПД и возможность организации горячего водоснабжения.

Буферная емкость для отопления

Она представляет собой бочку, внутри которой расположен змеевик – он подключается к магистрали отопления. Материал его изготовления – медь или сталь. Энергия от теплоносителя через поверхность змеевика передается воде в емкости.

Специфика конструкции

На первый взгляд, аккумулирующая емкость для отопления не имеет особенных преимуществ. Однако при глубоком анализе выяснится, что актуальность ее монтажа в автономную сеть является неоспоримым фактором. Какие функции выполняет данная конструкция?

  • Передача тепловой энергии воде, которая может использоваться для горячего водоснабжения;
  • Повышение продолжительности работы отопления даже при выключенном котле. Для этого одна из пар патрубков подключается к системе через двух или трехходовые клапана. В таком случае буферная емкость системы отопления будет смешивать остывший теплоноситель с горячей водой, сохранившейся в ней;
  • Использование нагретой воды для низкотемпературных контуров отопления – водяного теплого пола.

Такие возможности объясняются особенностями конструкции. Все заводские буферные емкости для отопления имеют дополнительные контуры утепления. Та минимизируется теплоотдача нагретой воды. Также патрубки имеют различный диаметр для коммутации с контурами отопления.

При выборе заводской модели ёмкости системы отопления (буферной, аккумулирующей или накопительной) нужно обращать внимание на количество патрубков – от 2-х до нескольких десятков. Их оптимальное количество зависит от контуров в системе.

Расчет буферной емкости

Любая емкость системы отопления, прежде всего, характеризуется объемом. Для его расчета рекомендуется воспользоваться специальными программами. Если же такой возможности нет – можно произвести приблизительные вычисления самостоятельно. Теплоемкость воды составляет 4,187 кДж/кг*С. Если система отопления имеет номинальную мощность 24 кВт/час, то накопительная емкость для отопления должна поддерживать работу системы в течение 4-8 часов после выключения котла. Нужно вычислить объем для часовой работы отопления. При этом разница температуры должна составлять 70-45=25°С. Зная, что 1 кВт/час это 3600 кДж, можно рассчитать вместимость:

(24*3600)/(4,187*25)=825 кг или 0,825 м³

Это лишь приблизительная схема расчета, так как каждая ёмкость радиатора отопления имеет ряд дополнительных характеристик – тепловые потери, температура и влажность в помещении, тип отопления (гравитационный или с принудительной циркуляцией).

Что нужно учитывать при выборе буферной емкости для системы отопления?

  • Ее полезный объем;
  • Площадь теплообменного элемента;
  • Тип теплообменника – змеевик или бак в баке. Последний предпочтительнее, так как подобная конструкция увеличивает площадь нагрева воды в емкости.
МодельОсобенностиЦена, тыс. руб.
Austria Email PSF 800 л.Теплоизоляция49,175
Bosch BST 1000/80 SrЗмеевик79,8
Drazice NAD 1000 V1Без теплоизоляции23,2

Цена аккумулирующей емкости для отопления высока – самая простая модель на 800 стоит от 35 тыс. руб., поэтому нередко пытаются сделать ее самостоятельно.

Для отопления небольшого частного дома монтаж ёмкости менее 500 л нерентабелен. Она не будет способна аккумулировать нужное количество тепловой энергии.

Тепловой аккумулятор своими руками

Сложность изготовления буферных емкостей для отопления заключается в создании надежной теплоизоляции. Для этого нельзя использовать обычную бочку или аналогичную ей емкость. Помимо этого параметра ёмкость радиатора отопления должна выдержать нагрузку воды на стенки и возможные гидравлические удары.

Самая простая конструкция представляет собой куб, внутри которого располагается П-образный трубопровод или змеевик из медной трубы. Последний предпочтительнее, так как он имеет большую площадь теплообменной поверхности, а медь обладает оптимальным значением теплопроводности. Эта конструкция подключается к общей магистрали. Для изготовления емкости системы отопления понадобятся стальные листы, толщиной не менее 1,5 мм и металлическая труба. Ее диаметр должен быть равен сечению трубопровода на этом участке отопления.

Минимальный набор инструментов включает в себя следующее:

  • Сварочный аппарат;
  • Угловая шлифовальная машина (болгарка);
  • Дрель со сверлами по металлу;
  • Измерительный инструмент.

Проще всего изготовить ёмкость для радиаторов отопления кубической формы. Предварительно составляется чертеж, по которому будут выполняться все дальнейшие работы. Наличие ТЭНа не обязательно, но предпочтительно. Он сможет поддерживать уровень нагрева воды на должном уровне.

Порядок изготовления теплового аккумулятора

Сначала вырезаются листы прямоугольной формы, из которых будет состоять корпус емкости системы отопления. На этом этапе нужно учитывать зазор для сварки – он может составлять от 1 до 3 мм в зависимости от аппарата и выбранных электродов. Затем в заготовках вырезают отверстия для крепления трубопровода, ТЭНа и патрубков для наполнения емкости. Чугунные батареи отопления не могут крепиться непосредственно к ней. Поэтому нужно рассчитать тепловые потери от емкости к радиатору.

После сборки конструкции нужно сделать теплоизоляцию корпуса. Для накопительной емкости отопления лучше всего использовать базальтовый утеплитель. Он имеет следующие важные качества:

  • Не горюч. Плавление происходит при температуре свыше 700°С;
  • Легко устанавливается. Базальтовая вата достаточно упруга;
  • Имеет пароизоляционные свойства. Это важно для вывода конденсата, который будет неизбежно скапливаться на корпусе аккумулирующей емкости во время работы отопления.

В качестве ёмкости можно использовать старый стальной резервуар. Но толщина его стенки не должна быть менее 1,5 мм.

Монтаж накопительной емкости

Установка ёмкости осуществляется перед радиаторами отопления. Оптимальный вариант – подключение входного патрубка сразу после котла. По такой схеме нагрев воды в ней будет осуществляться максимально быстро.

Для обеспечения максимальной безопасности работы всей системы нужно предусмотреть монтаж следующих компонентов обвязки емкости отопительной системы:

  • Запорная арматура на всех патрубках;
  • Манометры и термометры. Датчики температуры должны указывать степень нагрева воды в ёмкости и теплоносителя;
  • Комплекты 2-х ходовых клапанов для смешивания нагретой воды и теплоносителя из обратной трубы, так можно минимизировать затраты на энергоноситель.
Читать еще:  Почему поднимается давление в газовом котле отопления?

Обслуживание накопительной емкости нужно делать перед каждым отопительным сезоном. Лучше всего разбирать ее полностью для удаления накипи и проверки состояния конструкции. Если же такое невозможно – делается промывка специальными растворами.

В видеоматериале описывается преимущество использования накопительной ёмкости для автономной системы отопления:

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками

Некоторые элементы обвязки обогревателей в частном доме возможно изготовить самостоятельно. Так, сделанная своими руками буферная емкость для твердотопливного котла позволит обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы отопления.

  • Устройство теплового агрегата
  • Принцип действия
  • Расчет объема бака
  • Самостоятельное изготовление

Этот резервуар называют еще теплоаккумулятором или накопителем, так как он способен накапливать тепловую энергию и отдавать ее в систему, даже когда котел не работает на полную мощность.

Устройство теплового агрегата

В настоящее время тепловой аккумулятор представляет собой довольно сложную конструкцию. Более простой агрегат по своему устройству напоминает термос. В его конструкцию входят следующие элементы:

  • внутренний бак;
  • внешняя обшивка;
  • утеплитель.

Внутренний бак имеет четыре патрубка: два соединяют с твердотопливным котлом, два — с контуром системы отопления. В верхней части резервуара устанавливают предохранительный клапан для сброса лишнего давления.

В низшей точке бака находится кран для слива жидкости. В схему обвязки встроены два циркулирующих насоса, которые осуществляют движение теплоносителя под определенным давлением.

В общей схеме системы отопления агрегат занимает место непосредственно между котлом и радиаторами.

Если он отсутствует, то для того чтобы процесс проходил равномерно, необходимо постоянно подкладывать дрова в топку. Иногда эту процедуру невозможно выполнить вследствие конструктивных особенностей котлов.

Принцип действия

Принцип работы буферной емкости можно сравнить с действием автомобильного аккумулятора. Пока двигатель работает, генератор вращается и вырабатывает электрический ток, который накапливается в автомобильной батарее.

Как только мотор глушат, снабжение электрооборудования электрическим током обеспечивает аккумулятор. Так и в этом случае, когда разжигают твердое топливо в котле, охлажденная жидкость из резервуара насосом подается в обогреватель, где она нагревается.

Поступающий в буферную емкость горячий теплоноситель поднимается в верхнюю часть, так как он легче холодной жидкости. Сначала движение воды в системе осуществляется по малому кругу: между котлом и тепловым аккумулятором.

Когда теплоноситель в емкости нагреется, он начинает поступать по трубопроводам к батареям. Затем остывшая жидкость по обратным трубопроводам попадает в нижнюю часть буферного бака.

Одним из недостатков такой конструкции является длительный начальный период прогрева теплоносителя. Иногда он может занимать от 2 до 4 часов. Но все же у этого устройства немало положительных свойств, а именно:

  • экономия топлива;
  • простота конструкции, что позволяет сделать теплоаккумулятор своими руками;
  • повышение коэффициента полезного действия твердотопливного котла;
  • легкое обслуживание оборудования;
  • защита элементов системы отопления от перегрева.

В основу работы теплоаккумулятора заложена высокая теплопроводность жидкости. Например, при остывании 1 л воды на 1° C позволяет нагреть 1 м³ воздуха в помещении на 4° C.

Поэтому если в определенный момент передать тепловую энергию некоторому объему воды, то затем его хватит для обогрева жилища в течение длительного времени.

Расчет объема бака

Прежде чем приступить к изготовлению теплонакопителя для отопления своими руками, необходимо рассчитать примерный объем будущего агрегата. Сначала следует узнать приблизительную мощность теплоотдачи емкости, учитывая, что для обогрева в зимний период 10 м² помещения расходуется 1 кВт мощности.

То есть для отопления большого загородного дома площадью 200 м² потребуется 20 кВт тепловой энергии, но для расчета принимают средний показатель — 10 кВт. При этом максимальная температура теплоносителя берется равной 90° C, а минимальная — 50° C.

Время действия буферного бака без участия котла составляет 8 часов. В дальнейшем, проведя расчет по формуле m=Q/c (tmax-tmin), можно узнать количество воды, поступающее в бак. В формуле следующие обозначения:

  • Q — расход тепловой энергии;
  • c — удельная теплоемкость воды;
  • (tmax-tmin) — разница между максимальной и минимальной температурами.

После расчета получится 1718 кг воды, то есть примерный объем будет равен 1,8 м³. Объем резервуара можно определить и по каталогу заводских видов теплоаккумуляторов, сравнив их технические характеристики, которые могут подойти к требуемой площади помещения.

Самостоятельное изготовление

Чтобы проще изготовить теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками, лучше всего выбрать прямоугольную форму конструкции. Для этого подойдут детали из листовой гофрированной стали, так как они обладают повышенной жесткостью.

Обязательно присутствие сварочного аппарата, так как все основные сборочные работы проводят при помощи этого агрегата. Кроме листов стали, понадобится металлический уголок для установки распорок.

Дело в том, что конструкция будет работать под давлением, поэтому ее следует усилить. Сначала сваривают внутреннюю емкость, расперев уголками противоположные стенки. Затем собирают наружный корпус, который по размерам будет немного больше, чтобы хватило места для установки утеплителя.

Одну сторону кожуха не закрывают, через нее вставляют внутреннюю емкость. Затем вваривают патрубки в рабочий бак для подключения системы отопления, предохранительного клапана, сливного крана, а пустоты между ним и кожухом заполняют утеплителем.

Для этого подойдет минеральная вата или монтажная пена. Далее приваривают стенку кожуха и подключают теплоаккумулятор к системе отопления. Не стоит забывать после сварки конструкций проверить их на герметичность.

Как рассчитать буферную емкость для твердотопливного котла

Консультанты климатической компании «Термомир» подскажут как рассчитать буферную емкость для твердотопливного котла и помогут выбрать нужную модель.

Буферные емкости представляют собой баки – аккумуляторы для котлов отопления (или для систем охлаждения), позволяющие накапливать и сохранять излишки тепла или холода для дальнейшего их использования. Применяются они чаще всего для систем индивидуального отопления домов, дач, коттеджей и др. объектов.

Буферная емкость — это герметичный бак-накопитель большого объема, снабженный качественной теплоизоляцией и аккумулирующий, а также долго сохраняющий температуру тепло- или хладоносителя внутри. Обычно бак имеет вертикальное цилиндрическое исполнение, снабжен патрубками для подключения к системе, может дополнительно комплектоваться одним или двумя теплообменниками, а также ТЭНами для быстрого догрева.

Схема работы таких устройств проста – буферная емкость подключается в систему между источником тепла (котлом/коллектором и т.д.) и отопительным контуром (радиаторами, теплыми полами). При работе отопительного оборудования бак — теплоаккумулятор поглощает излишки вырабатываемого тепла, постепенно заполняясь нагретым теплоносителем. При остановке работы котла прогретый теплоноситель поступает в систему уже из самой буферной емкости, которая постепенно заполняется обраткой и остывает. При запуске котла цикл повторяется. Благодаря плотной теплоизоляции буферный накопитель может сохранять тепловую энергию часами и даже сутками. Такой же принцип работы применяется в системах охлаждения, когда буферный накопитель сберегает охлажденную жидкость, постепенно отдавая холод.

При правильно организованной системе отопления с буферной емкостью потери тепловой энергии минимальны, а энергетический потенциал топлива расходуется по максимуму, поэтому к выбору буферной емкости для котла необходимо подходить серьезно.
Для расчета потребуются следующие данные:

  • мощность котла (кВт)
  • КПД котла
  • время активного горения топлива (либо работа льготного электротарифа)
  • тепловая мощность обогрева объекта (дома, дачи т.д.) (кВт)
  • температура теплоносителя на входе и в обратке.

Можно рассмотреть ориентировочный расчет на примере: площадь обогрева — 200 м2, время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве — 90° С, в обратном контуре — 40° С. Для обогрева такой площади в зимнее время в европейской части России понадобится до 20 кВт мощности, а в среднем — около 10 кВт/ч. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Основная формула расчета буферной емкости котла по теплоемкости воды:

m = Q / (с × Δt).
где:

  • m – масса воды в емкости (кг);
  • Q – количество тепла (Вт);
  • ∆t – разность температуры воды в трубе подачи и обратке (°С);
  • с – теплоемкость, в данном случае 1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Полученный результат соответствует примерно 1376-ти кг воды (80000/1,163×50). Таким образом, для системы отопления дома площадью 200 м2 подходит буферная емкость объемом не менее 1,4 м3 или 1400 литров.
Также необходимо учесть КПД котла, регион (от него зависит требуемая на объект тепловая мощность), и др. факторы, потому для более точного расчета рекомендуется обратиться к специалистам.

Наиболее распространенный вариант использования теплоаккумуляторов – их тандем с твердотопливными котлами на дровах, брикетах или угле, а также с пеллетными, газовыми и дизельными котлами. Нередко применяются баки-аккумуляторы и в комплекте с электрическими котлами, особенно это выгодно при двухтарифной системе с льготными ночными тарифами или дешевым подключением в выходные дни.

Читать еще:  Зачем ставят дополнительный насос в систему отопления?

Применение буферных емкостей — теплоаккумуляторов значительно увеличивает гибкость и эффективность системы отопления, позволяет сгладить нагрузку, предотвратить перегрев и уменьшить частоту включения источников тепла – котельного оборудования, солнечных коллекторов, тепловых насосов и т.п. и, соответственно, увеличить срок службы. Буферный накопитель позволяет экономить энергоресурсы без потери комфорта и работоспособности системы отопления, а также дополнительно защищает от аварийных ситуаций, предотвращая промерзание даже при остановке котла из-за неисправности, отсутствия топлива или необходимости проведения обслуживания.

На сайте магазина Термомир буферные емкости представлены в ассортименте: на выбор объемы от 200 и до 5000 литров и более в различной комплектации. Сделать расчет и подбор буферной емкости (теплоаккумулятора) помогут наши технические специалисты.

Требуется помощь в выборе или не нашли нужную модель? Позвоните!

Изготовление буферной емкости для твердотопливного котла своими руками

Многие владельцы частных домов сталкиваются с проблемой эффективности обогрева помещений. Одним из методов их решения является установка буферной емкости (теплового аккумулятора). Благодаря использованию этого устройства появляется возможность равномерно распределять тепловую энергию по всем помещениям дома. Чтобы сэкономить на приобретении заводского изделия, можно изготовить буферную емкость для твердотопливного котла своими руками.

  • 1. Принцип действия и устройство
  • 2. Рекомендации по изготовлению
    • 2.1. Расчет объема
    • 2.2. Выбор конструкции
    • 2.3. Процесс создания агрегата
    • 2.4. Подключение к системе обогрева

Самая простая конструкция теплового аккумулятора представляет собой железный резервуар, оснащенный теплоизоляцией. Также бак имеет четыре патрубка – по 2 для подключения к котлу и контуру отопления. В верхней части агрегата установлен предохранительный клапан, с помощью которого стравливается избыточное давление. В дно теплоаккумулятора вмонтирован дренажный клапан для слива теплоносителя.

Некоторые модели буферных резервуаров оснащены змеевиком либо ТЭНами, задачей которых является подогрев теплоносителя от сторонних источников тепловой энергии. Также часто в верхней части теплоаккумулятора расположен теплообменник для подогрева воды. Принцип действия буферного резервуара довольно прост.

После запуска отопительного котла насос котлового контура подает из нижней части теплового аккумулятора охлажденную воду. После нагрева теплоноситель из котла поступает в верхнюю часть буферной емкости. Так как горячая вода легче холодной, то она всегда находится сверху. Сразу после запуска котел работает через теплоаккумулятор (малый круг) до того момента, пока теплоноситель полностью не прогреется.

После этого включается насос отопительного контура, и вода из верхней части резервуара попадает в систему обогрева дома. Остывший теплоноситель возвращается в нижнюю часть теплового аккумулятора, а оттуда поступает в котел. Главное преимущество такой системы обогрева заключается в том, что после остановки котла система еще некоторое время получает нагретую воду.

Если подбор буферного резервуара был выполнен правильно, то время между топками котла существенно увеличивается. Кроме этого, теплоаккумулятор позволяет минимизировать разницу между температурами отопительного и котлового контура. Однако система обогрева с буферной емкостью имеет и один недостаток: для нагрева радиаторов требуется много времени.

Перед началом работ необходимо определиться, как долго теплоаккумулятор должен замещать выключенный котел. Также стоит уточнить, сколько свободного места может быть выделено под установку этого агрегата. Затем можно приступать к изготовлению буферной емкости для отопления своими руками. Для этого предстоит пройти несколько этапов:

  • Выполняется расчет объема резервуара.
  • Подбирается оптимальная конструкция.
  • Проводится заготовка материалов.
  • Агрегат собирается и проверяется на герметичность.
  • Емкость монтируется и подключается к системе обогрева.

Для решения поставленной задачи можно воспользоваться простым методом либо провести вычисления с помощью формулы теплоемкости воды. Суть первого способа крайне проста: на каждый 1 кВт теплоэнергии, вырабатываемой котлом, необходимо использовать резервуар объемом в 25 литров. Например, если показатель мощности теплогенератора составляет 20 кВт, то емкость теплового аккумулятора будет равна 25х20= 500 л либо 0.5 м 3 .

Если требуется получить максимально точный результат, то стоит использовать второй способ. С его помощью можно определить, сколько времени буферный резервуар сможет поддерживать комфортную температуру при выключенном теплогенераторе. Для проведения расчетов используется следующая формула:

В качестве примера расчета можно взять дом площадью в 100 м 2 , потребляющий 15 кВт/ч тепловой энергии. Если котел будет простаивать 11 часов, то резервуар должен аккумулировать 15х11 = 165 кВт теплоэнергии. Начальная температура теплоносителя в отопительной системе составляет 18 градусов, а нагрев проходит до 90 градусов.

Сначала необходимо рассчитать массу воды – 165 / 1,163 х (90-18) = 1,97 т или около 2 м 3 . Здесь нужно обратить внимание на два важных момента. Во-первых, тепловая нагрузка на систему отопления взята с большим запасом, так как в хорошо утепленном строении тепловые потери будут значительно ниже. Во-вторых, нужно учитывать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева строения в самые холодные дни.

Чтобы изготовить буферную емкость своими руками, необходимо решить вопрос с давлением жидкости на стенки сосуда. Если изучить заводские изделия, реализуемые в торговых сетях, то все они имеют цилиндрическую форму, а их дно и крышка – полусферические. Дело в том, что именно такие резервуары могут противостоять давлению нагретой воды без дополнительного усиления конструкции.

Однако в домашних условиях отформовать металл и тем более изготовить детали сферической формы невозможно. Из сложившейся ситуации есть три выхода:

  • Заказать на любом металлообрабатывающем заводе резервуар, а монтаж теплоаккумулятора выполнить самостоятельно.
  • Использовать готовую емкость цилиндрической формы.
  • Сварить бак прямоугольной формы и усилить его конструкцию.

Последний способ решения проблемы является не самым лучшим. Прямоугольный резервуар можно использовать в открытых системах обогрева, в которой нет избыточного напора. При установке такого агрегата в закрытую систему риск появления протечек при аварийном скачке давления составляет 90%. Под слоем теплоизоляции небольшие протечки увидеть очень сложно. Таким образом, предпочтение стоит отдать емкости цилиндрической формы.

Крайне желательно подобрать емкость нужной формы. Это позволит значительно упростить работы по изготовлению теплогенератора, а также минимизировать стоимость готового изделия. Для решения поставленной задачи можно использовать следующие емкости:

  • Баллоны из-под пропана различной емкости.
  • Списанные технологические резервуары, например, промышленные ресиверы.
  • Старые бойлеры.
  • Ресиверы от железнодорожных вагонов.

Если подобрать емкость нужной емкости не удается, можно использовать отрезок трубы подходящего размера. Однако плоские крышки придется усилить с помощью внутренних растяжек. Если было принято решение изготовить прямоугольную буферную емкость, то стоит использовать листовой металл толщиной в 3 мм. Для усиления конструкции можно применить профиль 20х20 мм либо трубы диаметром в 15-20 мм.

Лучшим вариантом материала для создания теплоизоляционного слоя является базальтовая вата толщиной не менее 60 мм и плотностью 60 кг/м 3 . Пенопласт и полиэстерол применять не рекомендуется, так как под обшивкой из этих материалов могут поселиться мыши.

Алгоритм изготовления прямоугольного теплоаккумулятора следующий:

  • Из листового металла вырезаются заготовки нужных размеров. После этого из них сваривается каркас агрегата без дна и крынки. Чтобы во время работы зафиксировать листы, нужно использовать струбцины.
  • В боковых стенках следует сделать отверстия для растяжек.
  • К каркасу прихватываются дно с крышкой, после чего в них прорезаются отверстия.
  • Заготовленные трубы для увеличения жесткости конструкции устанавливаются в бак и обвариваются снаружи.
  • Когда все противоположные стенки резервуара будут укреплены, все швы конструкции надежно провариваются.
  • На расстоянии минимум 10 см от крынки и дна врезаются штуцера.

После выполнения всех этих действий остается прикрепить к стенкам кронштейны для теплоизоляционного материала.

Если объем резервуара составил более 500 л, то его следует устанавливать на специальный фундамент. Для этого нужно убрать стяжку и вырыть яму до плотного грунта. После этого она заполняется бутом, трамбуется и заливается жидкой глиной. Сверху изготавливается опалубка для заливки бетона толщиной в 150 мм.

Перед подключением буферной емкости к системе отопления необходимо выполнить ряд мероприятий, чтобы теплоаккумулятор мог нормально работать:

  • Контур теплогенератора должен подключаться к резервуару через насос.
  • Для подачи теплоносителя в систему обогрева используется отдельный насос и смесительный узел с 3-ходовым клапаном.
  • Установленный в контуре теплогенератора насос не должен уступать по производительности подающему в систему воду агрегату.

Сама схема подключения емкости буферной довольно проста и представлена на рисунке:

Балансировочный вентиль, установленный на линии подачи обратки, необходим для регулирования потока воды в зависимости от разницы температур теплоносителя на входе и выходе. Изготовление теплогенератора не самый простой процесс. Чаще всего проблемы возникают на стадии проведения сварочных работ. Если пригласить квалифицированного специалиста для их выполнения не получается, лучше заказать емкость на предприятии. Даже в этом случае стоимость готового изделия будет меньше в сравнении с заводскими агрегатами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector