Как рассчитать мощность радиатора отопления

При устройстве отопительной системы в частном доме или квартире очень важно знать, как рассчитать мощность радиатора отопления. От правильного подбора батарей по этому параметру зависит эффективность и экономичность обогрева комнат.

Теплоотдача радиатора

Теплоотдача или тепловая мощность является основным параметром, для отопительных приборов. Эта величина характеризует количество тепловой энергии, которую батарея отдает воздуху в помещении. Измеряется теплоотдача в ваттах.

Для секционных батарей указывается мощность на одну секцию. В среднем одна секция алюминиевого радиатора с межосевым расстоянием имеют мощность 190-205 Вт. Аналогичные биметаллические батареи имеют мощность 180-185 Вт на одну секцию. Соответственно, общая мощность радиатора определяется по следующей формуле:

Pрад — общая мощность отопительного прибора, Вт;

N — количество секций;

P — мощность одной секции, Вт.

Комплектуя радиатор необходимым количеством секций, можно подобрать требуемую общую мощность, достаточную для обогрева конкретного помещения. Таким образом, определение числа секций батареи является ключевой задачей при подборе отопительного прибора.

Простой расчет количества секций

Считается, что на 1 квадратный метр площади помещения с высотой потолков 2,7 метра необходимо 100 Вт тепловой мощности. Это позволяет задействовать самый простой метод расчета количества секций, который можно сделать по следующей формуле:

N — количество секций;

S — площадь комнаты, м2;

P — мощность одной секции, Вт.

Сравнительные данные необходимого количества секций для алюминиевых и биметаллических радиаторов приведены в следующей таблице:

Межосевое расстояние, мм

Площадь комнаты, м2 (высота потолка 2,7 м)

Требуемое количество секций

Однако данный метод не учитывает много дополнительных параметров и дает только приблизительные результаты. Погрешность может достигать 20% и более, что является существенным отклонением, особенно для помещений большой площади. При недостаточном количестве секций мощности радиатора будет не хватать, и в помещении будет слишком холодно. Если установить слишком большое количество секций, то мощность батареи будет избыточной. Это приведет к чрезмерному обогреву. Для автономных систем отопления это значит нерациональное расходование энергоносителя и повышенные нагрузки на оборудование.

Уточненный расчет

Если вас интересует, как рассчитать мощность батареи отопления и определить требуемое количество секций с максимальной точностью, то необходимо использовать поправочные коэффициенты. Эти коэффициенты учитывают индивидуальные характеристики конкретного помещения, например, материал и толщину стен, тип остекления, климатические условия и т.д.

Наиболее важными являются следующие поправочные коэффициенты:

Требуемая мощность для отопления помещения с учетом данных поправочных коэффициентов рассчитывается по следующей формуле:

КТ = 100 Вт/м2*S*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7, где

КТ — требуемая тепловая мощность, Вт;

S — площадь помещения, м2;

К1…К7 — поправочные коэффициенты.

После определения требуемой тепловой мощности остается только рассчитать необходимое количество секций по формуле:

N — количество секций, необходимое для эффективного обогрева помещения;

КТ — требуемая тепловая мощность, Вт;

P — тепловая мощность одной секции по паспорту, Вт.

Воспользовавшись этим расчетом, вы сможете легко подобрать радиаторы, которые оптимально подойдут для отопления ваших помещений.

Таблица расчетов теплоотдачи радиаторов отопления

Основными критериями выбора приборов для обогрева жилья является его теплоотдача.

Это коэффициент, определяющий количество выделенного тепла устройством.

Иными словами, чем выше теплоотдача, тем быстрее и качественнее будет осуществляться прогрев дома.

Сколько нужно тепла для отопления?

Для точного расчета необходимого количества тепла для помещения следует учитывать множество факторов: климатические особенности местности, кубатуру здания, возможные теплопотери жилья (количество окон и дверей, строительный материал, наличие утеплителя и др.). Данная система вычислений достаточно трудоемкая и применяется в редких случаях.

В основном, расчет тепла определяется на основании установленных ориентировочных коэффициентов: для помещения с потолками не выше 3 метров, на 10 м 2 требуется 1 Квт тепловой энергии. Для северных регионов показатель увеличивается до 1,3 Квт.

Теплоотдача – ключевой показатель эффективности

Коэффициент теплоотдачи радиаторов – это показатель его мощности. Он определяет количество выделенного тепла за определенный промежуток времени. На мощность конвектора влияют: физические свойства прибора, его тип подключения, температура и скорость теплоносителя.

Мощность конвектора, указанная в его техпаспорте, обусловлена физическими свойствами материала, из которого изготовлен прибор, и зависит от его межосевого расстояния. Чтобы рассчитать необходимое количество секций радиатора для помещения, понадобится площадь жилья и коэффициент теплового потока прибора.

Вычисления производятся по формуле:

Количество секций = S/ 10 * коэффициент энергии (K) / величина теплового потока (Q)

Пример: Необходимо рассчитать количество секций алюминиевой батареи (Q = 0,18) для помещения, площадью 50 м 2 .

Расчет: 50 / 10 * 1 / 0,18 = 27,7. То есть, для обогрева помещения понадобится 28 секций. Для монолитных приборов, за место Q, ставим коэффициент теплоотдачи радиатора и в результате получаем необходимое количество батарей.

Если конвекторы будут установлены рядом с источниками, влияющими на теплопотери (окна, двери), то коэффициент энергии берется из расчета — 1.3.

Для отопления используются радиаторы: стальные, алюминиевые, медные, чугунные, биметаллические (сталь + алюминий), и все они имеют разную величину теплового потока, обусловленную свойствами металла.

Схемы подключения радиаторов для частного дома, как выбрать лучший вариант, читайте здесь.

Как выбрать хороший масляный радиатор для дома: советы, рекомендации, польза и вред.

Сравнение показателей: анализ и таблица

Помимо материала, из которого изготовлен прибор, на коэффициент мощности влияет межосевое расстояние – высота между осями верхнего и нижнего выходов. Также существенное влияние на КПД оказывает величина теплопроводности.

Тип радиатораМежосевое расстояние (мм)Теплоотдача (КВт)Температура теплоносителя ( 0 С)
Алюминиевые3500,139130
5000,183
Стальные5000,150120
Биметаллические3500,136135
5000,2
Чугунные3000,14130
5000,16
Медные5000,38150

Факторы, которые влияют на показатели

Материал изготовления

На эффективность КПД влияет правильный монтаж теплоприборов:

Радиаторы с лучшей теплоотдачей:

МатериалМодель, производительНоминальный тепловой поток (КВт)Стоимость за секцию (руб)
АлюминийRoyal Thermo Indigo 5000,195700,00
Rifar Alum 5000,183700,00
Elsotherm AL N 500х850,181500,00
ЧугунSTI Нова 500 (секционного типа)0,120750,00
БиметаллRifar Base Ventil 5000,2041100,00
Royal Thermo PianoForte 5000,1851500,00
Sira RS Bimetal 5000,2011000,00
СтальKermi FTV(FKV) 22 5002,123 (панель)8200,00 (панель)

Какие лучше выбрать биметаллические радиаторы, читайте в нашей статье.

Размещение радиаторов

Выделяют следующие типы подключения:

  1. Диагональное. Подающая труба монтируется к конвектору слева сверху, а выводящая снизу справа.
  2. Боковое (одностороннее). Подающая и обратная труба крепятся к теплоприбору с одной стороны.
  3. Нижнее. Обе трубы подводятся к батарее снизу, с противоположных сторон.
  4. Верхнее. Трубы монтируются к верхним выходам теплоприбора, с обеих сторон.

Если секций одного радиатора более 15, то данная схема будет неэффективной, так как дальняя боковая сторона не будет прогреваться в данной мере.

Как улучшить теплоотдачу

Указанный коэффициент мощности конвектора в его техпаспорте, имеет место быть, практически при идеальных условиях. На деле, величина теплового потока несколько снижена,и это обусловлено большими теплопотерями.

В первую очередь, для повышения коэффициента необходимо уменьшить потерю тепла – провести работы по утеплению дома, особое внимание, уделив крыше, так как через нее уходит около 70% теплого воздуха и оконным и дверным проемам.

На стену за теплоприбором целесообразно установить отражающий материал, чтобы направить всю полезную энергию внутрь помещения.

При монтаже теплопровода, следует отдать предпочтение металлическим трубам, так как они также осуществляют теплообмен, соответственно КПД значительно увеличивается.

На основе заявленной мощности радиатора производителем, можно сделать вывод, что биметаллические теплоприборы превосходят алюминиевые.

Однако, на практике больше тепла отдают приборы из алюминия, так как сталь, входящая в состав биметаллических конвекторов обладает высокой теплопроводностью, а значит остывает за более короткий промежуток времени.

Расчет батарей для отопления частного дома

Система отопления в частном доме должна обеспечивать комфортный микроклимат и отсутствие необходимости использования дополнительных источников отопления. Срок службы трубопроводов и радиаторов может достигать 20-25 лет. Поэтому не стоит экономить на материалах и качестве монтажа.

Основной задачей при выборе отопительных приборов является расчет тепловой мощности батарей отопления, т.е. какое количество тепла должен выделять радиатор в конкретном доме в определенном городе, чтобы температура в комнате зимой была оптимальной.

Тепловой баланс дома.

На нагрев воздуха в помещении требуется ровно столько тепла, сколько теряется. Поддержание теплового баланса обеспечивается по формуле:

Qок – потери тепла конструкции, контактирующие с холодным воздухом;

Qn – утечка тепла из-за инфильтрации, которая происходит путем попадания через ограждающие элементы дома внутрь комнаты холода снаружи в результате перепада давления воздуха внутри дома и снаружи.

Qот – тепло, вырабатываемое отопительной системой;

Qинс– нагрев помещения солнечной энергией;

Qбыт – выделение тепла бытовыми приборами.

Расчет теплового баланса – сложная процедура, требующая учета многих факторов. Для рядового человека оценить потери тепла можно укрупнено, опустив значения, не влияющие кардинально на итог.

Теплом от электроприборов можно пренебречь. Отопление функционировать будет много лет, за это время бытовая техника поменяется. Солнечное тепло также значительно не влияет на расчет.

Исключение этих значений выделения тепла компенсируется неучтенными показателями его утечки.

В итоге основные потери тепла составляют:

Определение мощности отопительной системы. Определение по расчету.

Порядок определения необходимой теплоотдачи радиаторов отопления (Qот) установлен в своде правил по тепловой защите от 2012 года. Эта величина равна количеству тепла, которое нужно, чтобы нагреть 1 м3 помещения на один градус.

коэф 1 = 0,7+0,000025 +(ГОСП-1000), где ГОСП, °С•сут/год –градусо-сутки отопительного сезона.

tвн – температура в комнате. Можно задать любой показатель, но для здоровья людей приемлемая величина 20°С- 22°С.

tо, °С – средний показатель для наружного воздуха, принимаемый за количество дней сезона отопления (свод правил по строительной климатологии);

wот, сут/год – количество дней отопительного сезона (свод правил по строительной климатологии);

коэф2 – учитывает тип отопительной системы;

коэф3=1,05 для частных домов. Учитывает дискретность мощности модельного ряда отопительных приборов, утечку тепла через зарадиаторные площади элементов ограждения.

Qоб(Вт/(м3•°С)=1/V((A/R)1+(A/R)2+(A/R)3+…) – утечка тепла через конструкции, контактирующие с окружающей средой;

V, м3 – расчетный объем здания/комнаты.

А, м2 – площадь конструкций ограждения, через которую происходят потери тепла (наружные стены, окна, двери, полы с холодным техподпольем или подвалом, потолки с неотапливаемым чердаком). Площадь стен считается по внешнему периметру дома. К этому значению прибавляются площади откосов. Для дверей и окон Qоб считается отдельно, поэтому их площадь необходимо вычесть из площади стен.

Параметр (A/R) считается для каждого вида конструкции отдельно.

R((м2•°С)/Вт)=1/αв+Rs+1/αн – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции.

S – толщина ограждающей оболочки, м.

ʎ(Вт/(м•°С)) – теплопроводность материала. Справочная величина, указанная в таблице СП50.13330.2012. Если конструкция состоит из разных материалов (например, стена из газосиликата и облицовочных панелей), то Rs рассчитывается для каждого материала и суммируется.

αв, αн – коэффициенты теплоотдачи, указанные в таблице СП50.13330.2012.

Qвент=0,28∙nв∙0,85∙pвент – теплопотери через инфильтрацию и вентиляцию.

nв, 1/ч – средняя кратность воздухообмена, т.е. сколько раз за один час полностью сменится воздух в комнате.

Кратность воздухообмена можно посчитать более детально, учитывая воздухопроницаемость материалов конструкций, ориентацию помещения по отношению к сторонам света, а можно воспользоваться нормативными данными.

Нормативные значения кратности воздухообмена.

Тип комнатыКратность воздухообмена в час,1/час
Жилая0,35 но не менее 30 м3 на человека
Кухня60 м3/час при электрической и 90 м3/час при газовой плите
Ванная комната120 м3/час

Нормы м3/час следует отнести к общему объему комнаты, чтобы получить кратность.

Pвент, кг/м3 – средняя плотность приточного воздуха.

После расчета Qот полученное значение следует умножить на объем дома и на разницу температур внутри и снаружи (самой холодной пятидневки, принимаемой по своду правил по строительной климатологии). Итоговая величина и является общей потерей тепла.

Определение мощности радиатора по нормативным данным.

Расчет секций батарей отопления по площади помещения можно принять руководствуясь таблицей из свода правил по тепловой защите, где приведена нормативная мощность отопления на обогрев 1 м3 на 1°С в единицу времени для частного дома в зависимости от его площади.

Площадь здания, м2С числом этажей
1234
500,579
1000,5170,558
1500,4550,4960,538
2500,4140,4340,4550,476
4000,3720,3720,3930,414
6000,3590,3590,3590,372
1000 и более0,3360,3360,3360,336

Но это очень приблизительный показатель, не учитывающий индивидуальных особенностей дома. Его применение возможно только для новых домов из современных материалов с утеплением наружных конструкций. Превышение расхода тепла, указанного в таблице, допускается на 15%. Промежуточные значения принимать по линейной интерполяции.

Для домов разного года постройки в СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» приведена максимальная нагрузка на систему отопления Вт/м2, исходя из площади комнаты и температуры снаружи.

Максимальная нагрузка на тепловые сети, Вт/м2, для частного дома с количеством этажей 1-3

Температура воздуха снаружи для проектирования отопления

Для домов, построенных после 2000 года

Для домов, построенных после 2010 года

Для домов, построенных после 2015 года

После определения количества требуемого тепла по расчету, либо укрупнено по нормативным данным, можно приступить к выбору радиатора.

Количество секций радиатора=(Общие теплопотери)/(Количество выделяемого тепла одной секцией радиатора) Например, расчет чугунных батарей на квадратный метр помещения по табл.3 при комнате размером 4мх5м будет выглядеть так:

Площадь комнаты 4х5=20м2. Допустим, что температура самой холодной пятидневки в среднем -20°С. Дом построен в 2015 году. Максимальная теплоотдача отопления должна быть 64Вт/м2х20м2=1280Вт. Выбираем батарею из чугуна STI Нова 500, с мощностью 1 секции 150Вт.

Читайте также:  Угловой диван своими руками, инструменты и материалы, мастер-класс

Число секций=1280Вт/150Вт=8,53, округляем до 9. Если расчет тепловой мощности производится на дом, то количество секций распределяется по комнатам пропорционально площади помещений.


Подбор и расположение радиатора

Отопительные приборы эффективнее всего располагать под окном. Они должны быть легко доступны для очистки, ремонта, регулировки. Причем нормативами установлена минимальная длина радиатора вне зависимости от расчета. Она равна половине длине оконного проема.

При выборе радиатора необходимо следует обращать внимание на мощность прибора и при какой температуре теплоносителя эта мощность достигается. Биметаллические радиаторы, благодаря стальному коллектору и особой конструкции, способны выпускать до 185Вт мощности одной секцией (Royal Thermo PianoForte 500/Bianco Traffico, Италия) при температуре теплоносителя всего 70°С, что сэкономит деньги на отопление. К тому же эти модели выдерживают большое давление, способны работать в центральных системах отопления и прослужат очень долго.

Преимуществом этих радиаторов является широкий модельный ряд по внешнему виду, есть приборы черного цвета.

Самым распространенным вариантом для частных домов являются алюминиевые радиаторы. Они также имеют хорошую теплоотдачу, очень легкие и стойкие к коррозии. Например, радиатор алюминиевый Alecord премиум 500/80 имеет мощность одной секции 186 Вт, гарантию 15 лет. У алюминиевых радиаторов есть модели с межосевым расстоянием 200мм, если окна с низким подоконником не позволяют поставить стандартный по высоте радиатор (модель Oasis 200/100), при этом мощность одной секции 127Вт. К чугунным батареям «гармошка» МС-140 все чаще обращаются дизайнеры для создания особого стиля интерьера. Такие приборы проигрывают по мощности, 150Вт на секцию, но они самые долговечные (до 50лет!), выдерживают большое давление, подходят для любого теплоносителя, температура которого может достигать 130°С.

Для тех, кого не устраивает классический вид чугунной батареи есть модель STI Нова 500, которая имеет такой же вид, как и алюминиевый радиатор.

При выборе радиаторов отопления следует учитывать не только их мощность, но и материал трубопровода, модель отопительного котла, тип теплоносителя, рабочее давление в системе. При правильном учете всех факторов и соответствующих условий эксплуатации, в доме будет тепло и уютно не одно десятилетие.

Устройство и схемы подключения теплоаккумулятора в систему отопления

Теплоаккумулятор — агрегат для собирания и увеличения тепла с целью его дальнейшего применения. Устройство используется в частных домах, квартирах, на предприятиях, а также для предпускового прогрева двигателей. Аккумулятор тепла для системы отопления позволяет уменьшить энергетические затраты на обогрев помещений и горячее водоснабжение. Агрегаты устанавливаются в обвязку твердотопливного котла либо подключаются в гелиосистему.

Работа твердотопливного котла в системе отопления представляет собой некоторую цикличность. Сначала в него закладывают топливо, разжигают, а затем котел постепенно выходит на максимальную мощность и передает тепловую энергию через теплоноситель в систему отопления.

Закладка дров постепенно прогорает, теплоотдача уменьшается, и теплоноситель остывает. В период пиковой мощности часть тепловой энергии остается невостребованной, а во время догорания топлива ее, наоборот, будет недостаточно. Для повторения цикла следует опять осуществить закладку твердого топлива.

Частично эту проблему может решить пиролизный котел длительного горения, но во время его работы часто не совпадают пики выработки и потребления тепловой энергии. Для разрешения такой ситуации устанавливается энергоаккумулятор для системы отопления, который известен как буферная емкость или тепловой накопитель.

В основу действия этого агрегата заложена высокая теплоемкость воды. Если в период максимальной мощности котла нагреть некоторое количество воды, тогда впоследствии ее энергетический потенциал можно будет использовать для нужд отопления.

Например, вода при остывании на 1° C может нагреть 1 м³ воздуха на 4° C. Самый простой теплоаккумулятор для котлов отопления представляет собой вертикальную емкость с четырьмя врезанными в разные стороны патрубками. Существуют теплонакопители с разнообразными аккумулирующими материалами:

С одной стороны корпуса два патрубка подсоединяются к трубопроводам котла, а с другой — к системе отопления. После запуска нагревателя циркуляционный насос начинает прокачивать теплоноситель через буферный бак.

В нижнюю часть накопителя поступает холодный теплоноситель, а в верхнюю — горячий. Из-за существенной разницы в плотности вода перемешиваться не будет, а горячий теплоноситель постепенно заполнит всю емкость.

Обычно объем термоаккумулятора для отопления рассчитывается таким образом, чтобы одной закладки топлива хватило для полного заполнения емкости горячей водой. То есть вся энергия котла, исключая потери, преобразуется в тепловую, которая будет накоплена в аккумуляторной емкости.

Теплоизоляция позволяет сохранять высокую температуру воды в течение длительного времени. Когда котел перестает работать, система обогрева продолжает функционировать. Благодаря насосу горячая вода из аккумулятора поступает в трубопроводы и приборы отопления дома.

На место горячего теплоносителя в буферную емкость через нижний патрубок из обратной линии трубопровода снова поступает остывшая вода. При использовании электрического котла схему отопления с теплоаккумулятором можно использовать в ночное время, когда действует льготный тариф.

Все накопители представляют собой вертикальные цилиндрические резервуары. Отличаются они друг от друга только элементами, расположенными внутри конструкции. Существует несколько типов термоаккумуляторов:

  1. 1. Простая конструкция. Подключение емкости проводится непосредственно к контурам котла и системы отопления. Такие накопители применяются для использования одного типа теплоносителя, если его давление в контурах не превышает показателей котла и теплоаккумулятора. При различных значениях давления необходимо подключить в схему дополнительный внешний теплообменник.
  2. 2. Емкость с внутренним теплообменником. Внизу нее находится трубчатая спираль из нержавеющей стали. В зависимости от конструкции возможна установка нескольких теплообменников. Применяются такие аккумуляторы, когда давление и температура теплоносителя в контуре обогревателя значительно превышают допустимые показания на линиях потребителей при подключении нескольких источников тепла. Например, котловое оборудование применяется совместно с солнечным коллектором. При использовании в контурах разных видов теплоносителей устанавливают накопительные емкости с теплообменниками. В таких термоаккумуляторах происходит активное смешивание горячего теплоносителя с остывшим.
  3. 3. Наличие в баке проточного контура ГВС. В такой конструкции теплообменник обычно устанавливается в верхней части накопителя. Такая схема используется при равномерном водоразборе горячей воды. Теплообменник выполнен из нержавеющей пищевой стали.
  4. 4. Термоаккумулятор с баком для запаса ГВС. Схема напоминает устройство бойлера косвенного нагрева. Используется накопитель такой конструкции в условиях частого пикового разбора горячей воды для хозяйственных нужд.

Все подобные конструкции могут выпускаться в различных вариациях в зависимости от сложности схемы отопления, количества и видов используемых нагревателей и водяных контуров. Сложные устройства легко определить по многочисленным патрубкам, выходящим из емкости.

В зависимости от котлового оборудования и количества потребителей тепловой энергии выбирают подходящую модель буферной емкости. Аккумулятор можно приобрести с перспективой будущих подключений дополнительных приборов, а подключенные патрубки временно заглушить. В десятку популярных устройств входят следующие модели:

  1. 1. Nibe BU 500.8 применяется в системах отопления с разными источниками тепла. Отличается пенополистирольной изоляцией толщиной 14 см. Емкость бака составляет 500 л, предельное давление — 6 бар, а максимально допустимая температура — 95° C.
  2. 2. ETS 200 представляет собой ряд блоков из композитного материала, размещенных внутри стального корпуса. Их нагрев осуществляется электрическими ТЭНами мощностью 2 кВт. Внутри установлен вентилятор для ускорения процесса нагрева.
  3. 3. HAJDU AQ PT 500 — буферный накопитель, предназначенный для работы в закрытой системе отопления. Подключается в схему отопления с разными типами нагревателей. Бак рассчитан на максимальное давление 3 бар. К недостаткам можно отнести отсутствие внутреннего антикоррозийного покрытия и теплоизоляции. Их устанавливают отдельно.

Стоит также отметить такие виды теплоаккумуляторов, как S-Tank AT 300, Electrotherm ETS, Buderus Logalux P 500−1000/5 и т. д.

Существует несколько схем подключения теплоаккумулятора. Подающий трубопровод от котлового оборудования подсоединяется в верхней области корпуса емкости. С противоположной стороны на таком же уровне подключается подача, идущая на приборы отопления.

Линия обратного трубопровода входит в нижнюю часть бака, на таком же уровне выходит с противоположной стороны и подключается в нагреватель. Это самая простая схема, которая позволяет осуществлять только регулировку количества теплоносителя. Другие способы:

  1. 1. С трехходовым клапаном. Подающий и обратный трубопровод системы соединяются байпасом через клапан. Такое подключение позволяет проводить качественную регулировку теплоносителя и изменять его температуру. Накопленной баком энергии хватает на длительный срок.
  2. 2. Подключение через внутренний теплообменник. Внутри в нижнем пространстве емкости проходит витой трубопровод, который соединяют с котлом. Выход на радиаторы отопления находится вверху емкости, а обратный трубопровод подключают к нижней части бака. Такая схема дает возможность применять разного рода теплоносители. Давление в котловом контуре выше, чем в трубопроводах батарей.
  3. 3. Установка дополнительного теплообменника. Котел соединяют с буферной емкостью последовательно через внешнее теплообменное устройство. Обычно такой способ применяют, если не хватает мощности внутреннего змеевика для нагрева теплоносителя.

Кроме такого оборудования в схемы устанавливают циркуляционные насосы, температурные датчики и элементы группы безопасности. Это позволяет более эффективно использовать теплоаккумулятор для отопления.

Теплоаккумулятор. Нюансы в проектировании и эксплуатации

Введение.

Про размеры ТА

Теплоаккумулятор (ТА, буферная емкость — синоним) обладает значительными размерами. На бумаге в сухих цифрах или на чертеже габариты не так ощутимы, но когда ТА привозят на объект, заказчик почти всегда удивляется масштабам приобретенного оборудования. Кульминация — процесс выгрузки и транспортировка в котельную, необходимо 3-4 человека с транспортировочными ремнями. Юным проектировщикам рекомендуется по умолчанию прокручивать этот сценарий в голове, всё должно быть учтено: ширина дверных проемов, высота потолков — в противном случае будет дубль два за чей-то счёт.

Водоподготовка.

В системах отопления частных домов без теплоаккумулятора дополнительную обработку питательной воды, как правило, не производят. Объем теплоносителя слишком мал, постоянная подпитка системы отсутствует, поэтому существенный вред системе нанести невозможно.

Немецкие производители котлового оборудования в своих паспортах указывают: «Для систем мощностью до 100КВт в качестве теплоносителя использовать воду питьевого качества». Подразумевается, что система малой мощности (до 100 КВт) не может содержать значительный объем теплоносителя, а вода питьевого качества уже находится в рамках соответствующих нормативов.

Система отопления с теплоаккумулятором имеет значительный объем теплоносителя, поэтому на линии подпитки предусматривают систему водоподготовки, либо привозят уже подготовленный теплоноситель на объект.

Требования к качеству теплоносителя предъявляются по следующим показателям:

Прозрачность по шрифту — не менее 30 см

Жесткость карбонатная (при рН не более 8,5 для твердотопливных водогрейных котлов)– не более 800 мкг-экв/л

Содержание растворенного кислорода — 50 мкг/л

Содержание соединений железа (Fe) — 600 мкг/л

Значение рН при 25 °С – 7-11

Содержание нефтепродуктов — 1 мг/л

Методы водоподготовки: осветление, обезжелезивание, умягчение – применяются при сравнении показателей качества исходной воды на основании сделанного анализа с требуемыми показателями.

1. Работа с ТТ котлом.

Стандартная обвязка твердотопливного котла и теплоаккумулятора

При работе в паре с ТТ-котлом у теплоаккумулятора следующие задачи (все сразу или некоторые из них):

— Обеспечение теплосъема с ТТ котла на протяжении всего периода топки.

— Аккумулирование тепловой энергии. Расчёт производится так, чтобы за один процесс топки накапливать тепловую энергию , достаточную для работы системы отопления в течении продолжительного времени – 12 часов, 24,36 и т.д. – по желанию заказчика. Продолжительность работы во многом зависит от системы отопления, речь об этом пойдет ниже.

— Сглаживание дисбаланса между теплогенерацией и теплопотреблением. Например, как сделать, чтобы ТТ котел работал только на внутрипольное отопление?

Смесительный узел теплого пола для поддержания заданной температуры во вторичном контуре регулирует расход в первичном контуре – котловом – в диапазоне от 0 до 100%, соответственно и мощность, снимаемая с котла, также находится в этом диапазоне. Котел легко может закипеть. Еще есть защита котла от низкой температуры обратной магистрали, которая по определению всегда будет холодной и антиконденсационный клапан всегда будет закрыт со стороны системы отопления. Эти проблемы решает установка буферной емкости.

Есть достаточно много схем работы с ТТ котлом, все рабочие каждая со своими достоинствами, выбор подходящей тепловой схемы зависит от многих факторов.

2. Работа с электрокотлом по ночному тарифу.

В простейшем исполнении в теплоаккумулятор монтируется ТЭН, который нагревает ТА по ночному тарифу и днем отдает тепло.

Но случается так, что система истощает запас тепла в буферной емкости в середине дня, а дом греть надо. Приходится либо ждать ночи с неработающей системой отопления либо греть по дневному тарифу весь объем теплоаккумулятора.

Бороться с этим недостатком позволяют немного более сложные схемы – когда электрокотел ставится параллельно теплоаккумулятору. Таких схем придумано много, авторские варианты можно изучить в отдельной статье.

Один из возможных вариантов нагрева ТА по ночному тарифу

3. Тепловой насос, солнечный коллектор и прочие источники.

Теплоаккумулятор является «центром» сбора тепловой энергии со всех источников энергии в доме, накапливает и отдает системе отопления, сглаживая неравномерность выработки и потребления.

Подключение альтернативных источников тепловой энергии

Как правило, альтернативные источники тепловой энергии являются низкотемпературными, их принято подключать в средней части буферной емкости, иногда через разделительный теплообменник (специальные модели ТА). В верхнюю часть ТА подключаются высокотемпературные теплогенераторы – котлы на традиционных видах топлива. Если предполагается попеременная работа, например ТТ котла и теплового насоса, то подачу теплового насоса лучше подключать в верхней части ТА (тепловому насосу главное обратка чем холоднее, тем лучше). Что из этого является основным, а что вспомогательным источником тепла – определяется индивидуально, часто – уже в процессе эксплуатации.

Расчёт необходимой емкости ТА

Накопленная в буферной емкости тепловая мощность равна произведению его объёма на разницу температур в состоянии до и после нагрева и на теплоемкость воды(константа).

Т.е. мы накапливаем энергию, нагревая объем теплоносителя V в теплоаккумуляторе с температуры t1 до температуры t2. И наоборот, мы расходуем тепловую энергию, остужая теплоноситель c t2 до t1.

При расчёте емкости ТА нам требуется задать две температуры. Температура в остывшем состоянии t1 – принимаем её минимально необходимой для работы системы отопления. Температура в нагретом состоянии t2 – тот предел, на который способен источник тепловой энергии (котел), но ниже температуры кипения при текущем давлении.

Для работы различных потребителей необходим теплоноситель разной температуры, например, мы никогда не нагреем бойлер ГВС до 55°С теплоносителем ниже 60°С, радиаторы потеряют мощность в 3,5 раза, если теплоноситель подается 45С вместо расчетных 75°С. Теплые полы «живут» дольше всех, продолжая работать при 30+ °С.

Если, например, при расчёте ТА в качестве источника будет ТТ котел, а потребителем система внутрипольного отопления, температуры можно принять 30С и 95С. Если вместо ТТ котла будет тепловой насос, то 30С и 55С.

Далее определяем, сколько тепла нам нужно запасти. Для ТТ котлов обычно принимается мощность, умноженная на период топки. Для электрокотлов мощность умноженная на период ночного тарифа.

Далее определяем необходимый объем. Проще всего воспользоваться excel-калькулятором. В нем также можно отследить обратный процесс – потребления тепла и увидеть как будет меняться температура на подаче в систему отопления и время работы системы от ТА.

Автоматизация

Главный вопрос не в том, как накопить тепло в буферной емкости, а в том, как это тепло правильно расходовать. Если всю накопленную энергию пустить в слабо контролируемую систему отопления, ТА быстро разрядится.

Читайте также:  Стропильная система: пошаговая инструкция, схемы и особенности применения для различных типов крыш (100 фото)

1. Требуется наличие покомнатной автоматизации системы отопления.Каждый отопительный прибор — потребитель тепла – должен брать ровно столько тепловой энергии, сколько ему необходимо, чтобы выполнить задачу. Задача: нагреть воздух до минимально комфортной температуры.

Можно ограничиться термоголовками на радиаторах и термостатами теплого пола. Нет расхода – нет и потребления энергии. Можно дополнительно выключать насос системы отопления по отсутствию запроса тепла. О формировании запросов тепла можно прочитать тут.

2. Помимо расхода теплоноситель ограничивают также по температуре. После теплоаккумулятора принято ставить трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру в системе отопления. Чем ниже эта температура, тем лучше. Если потребители с разными температурными графиками, предпочтительно каждого отдельно оборудовать отдельным трехходовым клапаном, для простоты дальнейшей автоматизации. Исключение – бойлер ГВС, это всегда прямой контур.

3. Иногда забывают, что твердотопливный котел, если он не топится, тоже является потребителем тепла. Насос ТТ-котла должен включаться только когда температура подачи котла выше температуры буферной емкости в точке подключения к обратной магистрали ТТ котла. Можно использовать так называемые дифференциальные термостаты, они работают на основании показаний двух температурных датчиков, а можно просто установить термостат на дымоход и включать насос при наличии процесса горения в топке.

4. По тому же принципу автоматизируется насос загрузки бойлера ГВС, подключенный к теплоаккумулятору и вообще, к любому источнику тепла, работающему с переменным успехом. Необходим дифференциальный термостат, запускающий насос загрузки бойлера только при условии положительного температурного напора. Если этого не учесть, нагретый бойлер становится источником тепла для остывшего теплоаккумулятора, откуда тепло будет перетекать дальше в систему отопления (гидрострелок это тоже касается).

Ещё стоит отметить, что не всегда логично подключать бойлер ГВС к теплоаккумулятору – в большинстве случаев ТА не нагреет бойлер ГВС до заданной температуры — не хватит накопленной мощности. Дифференциальный термостат выключит насос загрузки бойлера, когда температуры в обеих емкостях сравняются, это произойдет довольно быстро. Бойлер можно подключить к ТТ котлу параллельно теплоаккумулятору и нагревать его по приоритету. Дополнительно бойлер снабжается отдельным ТЭНом, нагревает или догревает бойлер в случае неудачи со стороны основного источника тепла. Схемы котельных с теплоаккумулятором и бойлером ГВС можно изучить тут.

Все озвученные выше нюансы управления помогает решить один специализированный контроллер котельной, либо самостоятельно собранный щит автоматизации на базе термостатов и реле (релейная логика). При проработке алгоритмов и составлении электрической схемы щита управления всегда имеет смысл оставлять возможность ручного управления определенными приборами – конечному пользователю легче найти кнопку «включить» чем разбираться в условиях, по которым включается то или иное оборудование.

Расположение патрубков ТА

При подборе ТА следует обращать на расположение патрубков для подключения теплоносителя и приборов КИП. Выбор делается в зависимости от состава оборудования, оптимальной компоновки оборудования в помещении котельной. Иногда имеет смысл составить тех. задание и сделать ТА на заказ, иногда — подстраиваться под готовые решения от производителей.

Ниже будут описаны общие правила подключения к ТА, а также информация для правильного составления тех.задания на изготовление индивидуальной буферной емкости под принятую тепловую схему с определенным набором оборудования.

техническое задание на изготовление ТА емкостью 1000л

1. За счёт разницы плотностей теплоносителя в разных точках ТА имеет смысл подавать и забирать горячий теплоноситель из верхней части теплоаккумулятора, а обратные магистрали сводить в нижнюю или среднюю часть теплоаккумулятора.

При равных расходах между ТТ-котлом и потребителями теплоноситель проходит через теплоаккумулятор, не нагревая его объем. Поэтому при правильном подключении потребители получают тепло практически сразу при растопке ТТ-котла, несмотря на то, что в центральной части буфера теплоноситель остается холодным. Активный нагрев объема теплоносителя в буфере начинается, когда насос(ы) С.О. выключены, либо трехходовой клапан после ТА ограничивает расход из ТА.

2. Подключение высокотемпературных источников тепла (на примере ТТ-котла) – Подающая магистраль ТТ котла подключается к верхнему патрубку ТА, обратная магистраль к нижнему патрубку ТА. Если ТА будет стоять в близи ТТ котла – имеет смысл подумать об естественной циркуляции и предусмотреть патрубки ≥2 дюймов. Если планируется принудительная циркуляция, то обычно достаточно 1″(зависит от расчётного расхода теплоносителя)

3. Подключение низкотемпературных источников тепла. Солнечный коллектор – через теплообменник в нижней трети теплоаккумулятора – для обеспечения положительного температурного напора большую часть времени. Подача теплового насоса, если он является основным источником тепловой энергии, подключается в верхней части ТА, обратка — в нижней.

4. Подключение любых потребителей С.О. – забор подающего теплоносителя из верхней части ТА через трехходовой смесительный клапан, возврат обратной магистрали в нижнюю часть ТА.

Подключение подающей линии внутрипольного отопления в средней части ТА – заблуждение, не работает по озвученным выше причинам.

Приборы КИП

Необходимо предусмотреть патрубки ½»вн для установки гильз под термометры и датчики температуры теплоносителя.

Одну (но лучше две) гильзу под датчик температуры в оси верхних патрубков.

Одна гильза под датчик температуры в оси нижних патрубков.

Патрубки под аналоговые термометры в верхней части(не обязательно), в нижней части (не обязательно), в 1/3 и 2/3 высоты буфера.

Дополнительно можно предусмотреть муфту под установку блока или блоков ТЭН. На рынке проще всего найти блоки ТЭНов с наружной резьбой 2 ½», в противном случае всегда можно использовать футорку для меньших резьб.

Если ТА заводского исполнения, то, как правило, кол-во патрубков ограничено и расположены они в одной плоскости сверху вниз. В таком случае в нижний патрубок подключаются обратные линии источников тепла, выше – обратная магистраль системы отопления (если среди потребителей есть радиаторы или бойлер ГВС), в верхний патрубок через тройник подключаются высокотемпературный источник и подающая линия системы отопления. Средние патрубки используются для подключения подающих линий низкотемпературных источников тепла.

Адаптация тепловой схемы под оборудование европейских производителей (ТА, электрокотел и НСУ ТП)

Сложность может возникнуть при подключении датчиков температуры, если необходимых гильз в ТА не предусмотрено. В таком случае можно устанавливать датчики накладным способом к патрубкам теплоаккумулятора – они имеют ту же температуру что и теплоноситель на текущем уровне. Для корректного считывания температуры важно также теплоизолировать датчики от воздуха в помещении.

Теплоаккумулятор для котла

При проектировании системы отопления основные цели – это комфорт и безотказность. В доме должно быть тепло и уютно, а для этого в радиаторы всегда должен поступать горячий теплоноситель без задержек и скачков температуры.

С твердотопливным котлом это сложно реализовать, ведь не всегда удается вовремя заправить новую порцию дров или угля, а процесс горения сам по себе неравномерен. Исправить ситуацию поможет теплоаккумулятор для котлов отопления.

С простой конструкцией и принципом действия он способен избавить от целого ряда неудобств и недостатков классической схемы отопления.

  1. Зачем нужен
  2. Расчет
  3. Для периодической работы котла в течение суток
  4. Схема подключения
  5. Схема включения с подмешиванием
  6. Своими руками
  7. Российского производства

Зачем нужен

Теплоаккумулятор представляет собой хорошо утепленный резервуар большой емкости, наполненный теплоносителем, водой. За счет высокой теплоемкости воды при нагреве всего объема в емкости аккумулируется значительный запас тепловой мощности, которую можно использовать по назначению в то время, когда котел не справляется или вовсе бездействует.

Теплоаккумулятор фактически повышает объем теплоносителя в контуре отопления, теплоемкость и соответственно инертность всей системы. Для нагрева всего объема потребуется больше энергии и времени при ограниченной мощности отопления, но и остывать аккумулятор будет очень долго. По необходимости горячая вода из аккумулятора может подаваться в контур отопления и поддерживать комфортную температуру в доме.

Чтобы оценить преимущества теплоаккумулятора, проще всего рассмотреть для начала несколько ситуаций:

Решением для всех вышеперечисленных ситуаций становится теплоаккумулятор, притом бескомпромиссным и самым доступным в плане реализации и стоимости. Он выступает в роли узла развязки между твердотопливным котлом и контуром (-ами) отопления и отличной базовой площадкой для включения дополнительных функций.

По конструкции теплоаккумулятор может быть:

С полным «обвесом» теплоаккумулятор способен:

Расчет

Мощность ,накапливаемая теплоаккумулятором (ТА), рассчитывается исходя из объема емкости, точнее массы жидкости в ней, удельной теплоемкости жидкости, используемой для его наполнения, и разницы температур, максимальной, до которой может нагреваться жидкость, и минимальной целевой, при которой еще может осуществляться забор тепла от теплоаккумулятора к контуру отопления.

Если вода в котле и соответственно в ТА нагревается до 90ºС, а нижний порог берется равным 50ºС, то дельта равняется 40ºС. Если брать в качестве наполнения ТА воду, то одна тонна воды при остывании на 40ºС выделяет примерно 46 кВт*часов тепла.

Объем0,511,5235
Аккумулируемое тепло при ΔT = 40ºC, кВт/ч23466992138230

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

Для периодической работы котла в течение суток

Если он нужен для перевода работы котла только на ночной или дневной режим, когда тепло поступает в течение ограниченного времени, то мощности ТА должно хватать для перекрытия теплопотерь дома за оставшееся время. В то же время мощности котла должно хватать для нагрева ТА в установленный срок и опять-таки для обогрева дома.

Допустим, что используется твердотопливный котел с закладкой дров только днем в течение 10 часов, расчетные теплопотери дома для самого холодного периода года составляют 5 кВт. В сутки требуется 120 кВт*часов для полного отопления.

Аккумулятор при этом используется в течение 14 часов, это означает, что в нем необходимо аккумулировать 5кВт*14часов =70 кВт*часов тепла. Если брать в качестве теплоносителя воду, то потребуется 1,75 тонны или же объем ТА 1,75 м3. Важно, что и котел при этом должен выдать в течение всего 10 часов всю необходимое тепло, то есть его мощность должна составлять более 120/10 = 12кВт.

Если теплоаккумулятор используется в качестве запасного варианта на случай выхода из строя котла, то запасенной энергии должно хватить хотя бы на сутки или двое для покрытия всех теплопотерь в доме. Если в качестве примера взять все тот же дом на 100 м2, то для его обогрева потребуется 240 кВт*часов за двое суток, а теплоаккумулятор, наполненный водой, должен иметь объем не менее 5,3 м3.

Зато в этом случае не обязательно ТА должен нагреваться в короткий промежуток времени. Достаточно полуторного запаса по мощности котла, чтобы накопить нужный объем тепла за неделю или две.

Расчет приблизительный, без учета снижения тепловой мощности радиаторов в зависимости от температуры теплоносителя и воздуха в помещении.

Схема подключения

В самом простом случае теплоаккумулятор включается последовательно между котлом и контуром отопления. Между ТА и котлом устанавливается циркуляционный насос, чтобы горячая вода поступала в верхнюю часть ТА, выталкивая холодную воду с нижней части в котел. Между ТА и контуром отопления устанавливается циркуляционный насос для забора горячей воды из верхней части и транспортировки к радиаторам.

Однако при этом существенно поднимается общая теплоемкость системы, и при начальном запуске отопления придется ждать, пока не нагреется весь объем ТА, прежде чем тепло дойдет до радиаторов.

Еще один вариант включения – параллельно котлу отопления. Данный вариант хорошо показывает себя в сочетании с гравитационной системой отопления. Верхний отвод теплоаккумулятора подсоединяется к самой верхней точке раздатки, а в нижнем точк – к котлу.

Из преимуществ только простота подключения и минимум используемых элементов.

Схема включения с подмешиванием

Лучше всего использовать схему включения с подмешиванием или гидроразвязкой. Используются трехходовые клапаны с термостатом. Теплоаккумулятор при этом устанавливается как отдельный элемент системы, параллельно контуру отопления.

Основная часть автоматики устанавливается на подающем трубопроводе: трехходовой клапан, термостаты, группа безопасности и т.д. По умолчанию трехходовой клапан направляет теплоноситель от котла к радиаторам, пока температура в помещении не достигнет требуемой отметки.

Схема подключения с подмешиванием

Как только необходимости в активном обогреве нет, клапан переводит часть теплоносителя от котла к теплоаккумулятору, сбрасывая лишнее тепло.

При достижении максимальной температуры воды в ТА и целевой температуры в радиаторах, срабатывает датчик, установленный в котле по перегреву, и он отключается. Пока же требуется обогрев или не прогрет теплоаккумулятор, работа котла продолжается.

Если по каким-то причинам котел перестал выдавать номинальную мощность или полностью выключился при снижении температуры на подающей линии, вода из теплоаккумулятора подмешивается в контур отопления, восполняя теплопотери системы.

Использовать можно несколько трехходовых клапанов на раздаче и на обратке и группу термостатов. Как вариант, в продаже имеются готовые сборки для подключения теплоаккумуляторов – блок автоматического подмешивания, например LADDOMAT.

Своими руками

При большом желании можно соорудить аккумулирующую емкость своими руками. В идеале она должна:

Стандартная форма ТА – высокий цилиндр с полукруглым основанием и крышкой. Соотношение диаметра и высоты подбирается примерно 1 к 3-4, чтобы способствовать лучшему разделению тепла внутри емкости.

В этом случае с самой верхней точки идет забор горячей воды к радиаторам. Чуть выше центра вода отводится к контуру теплого пола, а в самой нижней точке ТА подключается обратная линия к котлу отопления.

Самостоятельно сварить цилиндрическую емкость практически невозможно. Проще возвести параллелепипед со схожей конфигурацией и соотношением сторон. Все углы следует дополнительно усилить.

Емкость обязательно утепляется. Использовать для этого лучше базальтовую или минеральную вату толщиной не менее 150 мм, для снижения теплопотерь через стенки.

Для установки теплоаккумулятора следует подготовить специальную опорную площадку, фундамент, способную выдержать огромный вес оборудования. Даже сам по себе аккумулятор может весить до 400-500 кг. Если же его объем, например 3 кубометра, то в наполненном виде его вес будет превышать 3,5 тонны.

Российского производства

На российском рынке представлено не так много теплоаккумуляторов отечественного производства, так как лишь недавно они стали активно внедряться в системы автономного отопления.

Теплоаккумулятор для котлов отопления: устройство, назначение + инструкция по изготовлению своими руками

Как организовать работу автономной обогревательной системы в экономном режиме? Нужно установить теплоаккумулятор для котлов отопления. В итоге значительно повысится эффективность при сокращении затрат на топливо, к тому же снизятся общие расходы на содержание недвижимости.

Мы расскажем о том, как действует агрегат, позволяющий собирать и хранить вырабатываемое котлом тепло. У нас детально описаны все применяемые в быту варианты устройства. В представленной нами статье приведена сфера применения аккумуляторов тепла и правила эксплуатации.

Что такое теплоаккумулятор?

Теплоаккумулятор – это буферный резервуар, предназначенный для накопления избыточных объемов тепла, образующихся во время работы котла. Сохраненный ресурс потом используется в отопительной системе в период между плановыми загрузками основного топливного ресурса.

Подключение правильно подобранного аккумулятора позволяет уменьшить расходы на закупку топлива (в некоторых случаях до 50%) и дает возможность перейти на режим одной загрузки в день вместо двух.

Если оснастить оборудование интеллектуальными регуляторами и температурными датчиками, а подачу тепла из накопительного резервуара в отопительную систему автоматизировать, теплоотдача существенно возрастет, а количество порций топлива, загружаемых в камеру сгорания греющего агрегата, заметно уменьшится.

Особенности внутреннего и внешнего устройства

Теплоаккумулятор представляет собой резервуар в форме вертикального цилиндра, сделанный из черной или нержавеющей листовой стали высокой прочности.

На внутренней поверхности прибора имеется слой бакелитового лака. Он предохраняет буферную емкость от агрессивного влияния технической горячей воды, слабых растворов солей и концентрированных кислот. На внешнюю сторону агрегата наносится порошковая краска, стойкая к высоким термическим нагрузкам.

Внешняя теплоизоляция изготовляется из вторично-вспененного пенополиуретана. Толщина предохранительного слоя составляет около 10 см. Материал имеет специфическое сложное плетение и внутреннее поливинилхлоридное покрытие.

Такая конфигурация не дает частичкам грязи и мелкого мусора скапливаться между волокнами, обеспечивает высокий уровень водонепроницаемости и повышает общую износостойкость теплоизолятора.

Поверхность защитного слоя закрывается чехлом из кожзаменителя хорошего качества. Благодаря этим условиям вода в буферной емкости остывает гораздо медленнее, а уровень общей теплопотери всей системы существенно снижается.

Принцип работы теплосберегающего изделия

Тепловой аккумулятор функционирует по самой простой схеме. Сверху к агрегату подводится труба от газового, твердотопливного или электрического котла.

По ней в накопительный бак поступает горячая вода. Остывая в процессе, она опускается вниз к месту расположения циркулярного насоса и с его помощью подается обратно в магистральный проход, чтобы вернуться к котлу для следующего подогрева.

Котел любого типа, независимо от вида топливного ресурса, работает ступенчато, периодически включаясь и отключаясь по достижению оптимально подходящей температуры греющего элемента.

Когда работа прекращается, теплоноситель попадает в резервуар, а в системе его заменяет горячая жидкость, не охладившаяся благодаря наличию теплоаккумулятора. В результате даже после отключения котла и перехода его в пассивный режим до следующей закладки топлива, батареи еще какое-то время остаются горячими, а из крана идет теплая вода.

Разновидности аккумулирующих тепло моделей

Все буферные емкости выполняют практически одинаковую функцию, но имеют некоторые конструкционные особенности.

Производители выпускают накопительные агрегаты трех типов:

Подключают теплоаккумулятор к греющему котлу и коммуникационной разводке домашней отопительной системы посредством резьбовых отверстий, расположенных во внешнем корпусе агрегата.

Как работает пустотелый агрегат?

Прибор, не имеющий внутри ни змеевика, ни встроенного бойлера, относится к самым простым видам оборудования и стоит дешевле своих более «навороченных» аналогов.

Подсоединяется к одному или нескольким (в зависимости от потребностей хозяев) источникам энергообеспечения через центральные коммуникации, а потом посредством патрубков 1 ½ разводится к точкам потребления.

Предусматривается установка дополнительного греющего элемента, функционирующего на электрической энергии. Агрегат обеспечивает качественный прогрев жилой недвижимости, снижает до минимума риск перегрева теплоносителя и делает эксплуатацию системы полностью безопасной для потребителя.

Теплоаккумулятор с одним или двумя змеевиками

Тепловой аккумулятор, оснащенный одним или двумя теплообменниками (змеевиками) – это прогрессивный вариант оборудования широкого спектра применения. Верхний змеевик в конструкции отвечает за отбор тепловой энергии, а нижний осуществляет интенсивный прогрев самой буферной емкости.

Наличие теплообменных узлов в агрегате позволяет круглосуточно получать горячую воду для бытовых нужд, подогревать резервуар от солнечного коллектора, осуществлять прогрев придомовых дорожек и максимально рационально использовать полезное тепло в любых других удобных целях.

Модуль с внутренним бойлером

Теплоаккумулятор со встроенным бойлером представляет собой прогрессивный агрегат, не только накапливающий излишки выработанного котлом тепла, но и обеспечивающий поставку в кран горячей воды для бытовых целей.

Внутренняя бойлерная емкость изготовляется из нержавеющей легированной стали и оснащается магниевым анодом. Он снижает уровень жесткости воды и предотвращает образование накипи на стенках.

Агрегат такого типа подключается к различным источникам энергии и корректно работает как с открытыми, так и с закрытыми системами. Контролирует уровень температуры действующего теплоносителя и предохраняет отопительный комплекс от перегрева котла.

Оптимизирует расход топлива и уменьшает количество и периодичность загрузок. Совмещается с солнечными коллекторам любых моделей и может функционировать в качестве заменителя гидравлической стрелки.

Область применения теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор собирает и накапливает выработанную греющей системой энергию, а потом помогает использовать ее максимально рационально для эффективного отопления и обеспечения жилых помещений горячей водой.

Работает с разными видами оборудования, но чаще всего используется в комплексе с солнечными коллекторами, твердотопливными и электрическими котлами.

Тепловой аккумулятор в гелиосистеме

Солнечный коллектор – это современный вид оборудования, позволяющий использовать бесплатную гелиоэнергию для повседневных бытовых нужд. Но без теплоаккумулятора оборудование не способно полноценно функционировать, так как солнечная энергия поступает неравномерно. Это связано со сменой времени суток, погодными условиями и сезонностью.

Если же система отопления и водоснабжения питается только от единого источника энергии (солнце), в какие-то моменты у жильцов могут возникать серьезные проблемы с поставкой ресурса и получением привычных элементов комфорта.

Избежать этих неприятных моментов и максимально рационально использовать ясные, солнечные дни для накопления энергии поможет теплоаккумулятор. Для работы в гелиосистеме он использует высокую теплоемкость воды, 1 литр которой, остывая всего на градус, выделяет тепловой потенциал для подогрева 1 кубометра воздуха на 4 градуса.

В период пиковой солнечной активности, когда солнечный коллектор собирает максимальное количество света и выработка энергии значительно превышает расход, теплоаккумулятор накапливает излишки и подает их в греющую систему, когда поступление ресурса извне уменьшается или даже прекращается, например, в ночное время суток.

С вариантами и схемами альтернативного отопления для загородной собственности ознакомит следующая статья, которую мы советуем прочесть.

Буферный бак для твердотопливного котла

Цикличность – характерная черта работы твердотопливного котла. На первом этапе в топку загружаются дрова и в течение некоторого времени происходит разогрев. Максимальная мощность и самые высокие температуры наблюдаются на пике горения закладки.

Потом теплоотдача постепенно снижается, а когда дрова окончательно догорают, процесс выработки полезной греющей энергии прекращается. По этому принципу функционируют все котлы, включая приборы длительного горения.

Точно настроить агрегат на генерацию тепловой энергии с привязкой к необходимому в каждый конкретный момент уровню потребления возможности нет. Эта функция доступна только в более прогрессивном оборудовании, например, в современных газовых или электрических греющих котлах.

Поэтому непосредственно в момент розжига и во время выхода на фактическую мощность, а потом в процессе остывания и вынужденного пассивного состояния оборудования тепловой энергии для полноценного отопления и подогрева горячей воды может просто не хватить.

Зато во время пикового функционирования и активной фазы горения топлива количество выделяемой энергии будет избыточным и ее большая часть, буквально, «вылетит в трубу». В итоге ресурс потратится нерационально, а хозяевам придется постоянно загружать в котел новые порции топлива.

Решает эту проблему установка теплоаккумулятора, который в момент повышенной активности будет накапливать тепло в резервуаре. Потом, когда дрова перегорят и котел перейдет в пассивный режим ожидания, буфер передаст собранную энергию теплоносителю, который прогреется и начнет циркулировать по системе, обогревая помещение в обход остывшего прибора.

Резервуар для электрической системы

Электрическое греющее оборудование – довольно дорогой вариант, но и его иногда устанавливают, причем, как правило, в комплексе с твердотопливным котлом.

Обычно электрический тип отопления устраивают там, где другие источники получения тепла недоступны в силу объективных причин. Конечно, при таком способе отопления счета за электроэнергию серьезно увеличиваются и домашний комфорт обходится хозяевам в немалые деньги.

С целью сокращения расходов на оплату электричества целесообразно использовать оборудование по максиму в период льготной тарификации, то есть, по ночам и в выходные дни.

Но такой эксплуатационный режим возможен только при наличии вместительной буферной емкости, где будет скапливаться выработанная в льготный период энергия, которую потом можно будет потратить на отопление и подачу горячей воды в жилые помещения.

Накопитель энергоресурса своими руками

Максимально простую модель теплового аккумулятора можно сделать своими руками из готовой стальной бочки. Если таковой в распоряжении нет, придется приобрести несколько листов нержавейки толщиной не менее 2 мм и сварить из них подходящую по размеру емкость в форме вертикального цилиндрического бака.

Руководство по изготовлению самоделки

Для подогрева воды в буфере потребуется взять медную трубку диаметром 2-3 сантиметра и длиной от 8 до 15 м (в зависимости от размеров бака). Ее придется согнуть в спираль и разместить внутри резервуара.

Аккумулятором в такой модели выступит верхняя часть бочки. Оттуда нужно вывести отводной патрубок для выхода горячей воды, а снизу сделать такой же для входа холодной. Каждый отвод оснастить краном для контроля поступления жидкости в накопительную зону.

На следующем этапе необходимо проверить емкость на герметичность, наполнив ее водой или смазав сварные швы керосином. Если утечки нет, можно перейти к созданию утеплительного слоя, который позволит жидкости внутри бака максимально долго оставаться горячей.

Как утеплить самодельный агрегат?

Для начала внешнюю поверхность емкости нужно тщательно зачистить и обезжирить, а затем прогрунтовать и покрасить термостойкой порошковой краской, защитив таким способом от коррозии.

Потом обернуть резервуар стекловатным утеплителем или рулонной базальтовой ватой толщиной 6-8 мм и закрепить ее шнурами либо обычным скотчем. При желании накрыть поверхность листовым металлом или «закутать» бак в фольгированную пленку.

Во внешнем слое следует вырезать отверстия для отводных патрубков и подключить емкость к котлу и отопительной системе.

Буферную емкость нужно оснастить термометром, датчиками внутреннего давления и взрывным клапаном. Эти элементы позволяют контролировать потенциально возможный перегрев бочки и время от времени сбрасывать избыточное давление.

Скорость расхода накопленного ресурса

Точно ответить на вопрос, как быстро расходуется накопленное в аккумуляторе тепло, невозможно.

Как долго проработает отопительная система на ресурсе, собранном в буферном резервуаре, напрямую зависит от таких позиций, как:

Отопление частного дома при пассивном состоянии греющей системы может осуществляться от нескольких часов до нескольких суток. В это время котел «отдохнет» от нагрузки и его рабочего ресурса хватит на большее количество времени.

Правила безопасной эксплуатации

К тепловым аккумуляторам, сделанным в домашних условиях своими руками, предъявляют особые требования безопасности:

  1. Горячие элементы резервуара не должны прилегать или как-то иначе контактировать с легковоспламеняющимися и взрывоопасными материалами и веществами. Игнорирование этого пункта может спровоцировать возгорание отдельных объектов и пожар в котельном помещении.
  2. Закрытая отопительная система предполагает постоянное высокое давление теплоносителя, циркулирующего внутри. Для обеспечения этого пункта конструкция резервуара должна быть полностью герметична. Дополнительно можно усилить ее корпус ребрами жесткости, а крышку на баке оснастить прочными резиновыми прокладками, устойчивыми к интенсивным эксплуатационным нагрузкам и повышенным температурам.
  3. Если в конструкции присутствует дополнительный ТЭН, необходимо очень тщательно заизолировать его контакты, а бак – обязательно заземлить. Таким способом удастся избежать удара током и короткого замыкания, способного вывести систему из строя.

При соблюдении этих правил эксплуатация сделанного своими руками теплоаккумулятора будет полностью безопасной и не доставит хозяевам никаких проблем и хлопот.

Выводы и полезное видео по теме

Как правильно рассчитать емкость теплоаккумулятора для домашнего отопительного котла, работающего на твердом топливе. Все нюансы и подробности проведения необходимых вычислений.

Как своими руками сделать тепловой аккумулятор большого объема с удобной и практичной съемной крышкой. Пошаговая инструкция с пояснениями.

Почему выгодно использовать теплоаккумуляторы в домашней отопительной системе. Наглядный пример экономии средств при существенном повышении уровня комфортности в жилом помещении.

Установка теплоаккумулятора для домашней системы отопления очень выгодна и экономически оправдана. Наличие этого агрегата уменьшает трудозатраты по растопке котла и позволяет делать закладку греющего ресурса не дважды в день, а всего один раз.

Существенно снижается расход топлива, необходимого для корректной работы отопительного оборудования. Использование произведенного тепла осуществляется в оптимальном режиме и не тратится понапрасну. Затраты на обогрев и горячее водоснабжение снижаются, а условия проживания становятся более удобными, комфортными и приятными.

Расскажите нам о том, как устанавливали теплоаккулятор на ваш котел. Поделитесь технологическими тонкостями процесса и впечатлениями об эффективности работы устройства. Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, публикуйте фото, задавайте вопросы по спорным моментам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *