Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу

Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу

Часто в загородных домах и на дачах, где нет централизованного газа, используется автономная система, в которой источником тепла является твердотопливный котел. Это оборудование имеет множество достоинств, однако у него есть и минусы, например, неравномерная выработка тепловой энергии при сгорании и потребность в частой дозагрузке топлива. Чтобы сделать отопление эффективным, можно использовать дополнительное приспособление. Буферная емкость для твердотопливного котла – это агрегат, накапливающий излишки тепловой энергии и отдающий их при остывании. Конструктивно устройство представляет собой водяной бак со змеевиком и теплоизоляционным слоем.

Назначение буферной емкости

Основной задачей теплоаккумулятора является сохранение энергии в отопительной системе. Другие задачи, которые решает устройство:

• Одновременное подключение нескольких тепловых источников.
• Экономия твердого топлива до 45-50% от исходного количества.
• Стабилизация обогрева, снижение риска перегрева металлических компонентов.
• Защита от остывания помещения, автоматизация отопления, что особенно важно, если владелец уезжает из дома на продолжительный срок и не хочет, чтобы здание промерзло.
• Увеличение срока службы твердотопливного котла.
• Отсутствие необходимости частого пополнения топлива, интервал между подбрасыванием дров или угля в топку увеличивается.

Использование буфера делает отопительную автономную систему более безопасной. Твердое топливо сможет полностью сгорать в топке, количество сажевых отложений снижается, обслуживать оборудование требуется реже.

Использование теплоаккумулятора

Буферная емкость для отопления позволяет отрегулировать термальный режим, не допуская падения атмосферной температуры до слишком низких значений. Эффективность отопления с помощью твердотопливного котла снижается по мере сгорания дров либо угля; при подбрасывании новой порции топлива, наоборот, объем вырабатываемого тепла резко возрастает. Буферная емкость принимает на себя лишнюю энергию, передавая тепло в систему в дозированном количестве. В некоторых случаях теплообменник дополнительно работает как гидрострелка, в наиболее совершенных конструкциях он используется для обеспечения горячего водоснабжения.

Как правило, отдача тепловой энергии от буфера происходит в ночные часы, когда жильцы спят, а не подбрасывают дрова или уголь в топку. Это позволяет максимально долго обогревать помещения дома, поэтому утром в комнатах не будет холодно. В некоторых случаях буферную емкость устанавливают и в системах, где источником тепла служит электрический котел: это повышает уровень пожарной безопасности.

Специфика работы буферной емкости

Конструктивно теплообменник состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет отдельную функцию:

• Спираль из нержавеющей стали. Этот компонент устанавливают в моделях, подключающихся к отопительным системам с различными теплоносителями, использующимися одновременно (солнечные коллекторы, насосы и пр.).
• Емкость. Бак делают из листового металлопроката, поверхности имеют эмалированное покрытие, в некоторых моделях стенки сделаны из нержавеющей стали, поэтому не подвержены коррозии. От объема зависит энергоэффективность сооружения, продолжительность работы самой конструкции. От бака отходят патрубки, с помощью которых теплообменник подключают к котлу.
• Змеевик для горячего водоснабжения входит в схему большинства современных буферных емкостей.

Устройство оснащается ревизионным окном, использующимся при ремонте оборудования. Специалист сможет вовремя определить, что технику пора чистить, и быстрее выполнит плановое или экстренное техобслуживание.

Преимущества и недостатки

Применение буфера обладает множеством положительных качеств:

• Повышенная надежность, защита отопительного оборудования от перегрева, способного спровоцировать возгорание или взрыв.
• Увеличение КПД котла, максимально эффективное расходование вырабатываемой при сгорании топлива энергии.
• Сравнительно простой принцип работы, за счет чего оборудование обладает продолжительным ресурсом, редко требует обслуживания и ремонта.
• Плавная регулировка температуры, поддержание оптимальных микроклиматических условий в помещениях на протяжении 7-9 часов.
• Возможность подключения к системе водоснабжения, отсутствие необходимости монтировать отдельный водонагреватель для ванной либо кухни.
• Минимизация усилий человека для обслуживания котельной.
• Возможность подключения нескольких источников тепла, грамотного распределения отопления по нескольким комнатам.

Установка буфера имеет и ряд минусов, которые требуется учитывать, проводя расчет оборудования и покупку устройства. Емкость весит немало и достаточно габаритна, для транспортировки необходим грузовой транспорт, а монтаж требует большой площади и высоты помещения. Другая проблема – повышенная инерционность котельного оборудования: прогрев комнат займет долгое время, что особенно неприятно, когда дом отапливают после окончания зимнего сезона. Еще один недостаток – повышенная цена самого теплообменника: сумма может оказаться больше затрат на сам твердотопливный котел.

Расчет объема теплоаккумулятора

Прежде чем покупать устройство, требуется грамотно рассчитать объем бака. Стандартная формула – Q = c × m × (T1-T2), в которой:

• Q – общее количество затрачиваемой энергии;
• c – показатель удельной теплоемкости;
• m – масса теплоносителя;
• под показателями Т1-Т2 понимают температурную разницу.

Полученный результат требуется скорректировать с учетом дополнительных нюансов, включая наличие вспомогательных источников, качество утепления, площадь дома и т.д. Если с расчетами возникают сложности, требуется обратиться к специалистам, которые изучат чертеж отопительной системы и определят объем с учетом всех факторов.

Выбор модели

Чтобы подобрать емкость, требуется обратить внимание на предельное давление, материал изготовления внутренних элементов, возможность подсоединения ТЭНов для резервного подогрева, качество теплоизоляции.

Готовая конструкция должна отвечать критериям безопасности, энергоэффективности и быть практичной в обслуживании.

Желательно при покупке предпочесть модели, предлагаемые проверенными производителями, поскольку в этом случае риск возникновения проблем с качеством минимален.

Виды буферных емкостей для котлов — преимущества и схемы обвязки

Потребность в модификации отопительной системы в частном доме вынуждает владельцев к поиску различных идей, дополнительного оборудования, которые бы помогли сэкономить как топливо, так и средства при равномерном распределении тепла и повышении отдачи от батарей. Особенно часто проблемы с неравномерным распределением тепла появляются в домах, которые обогревают твердотопливными приборами.

Такие устройства отличаются высокой инерционностью, поэтому невозможно мгновенно остудить воду и процесс преобразования топлива. Если же закрыть подающий кран, горячий теплоноситель может начать расширяться и повредить трубопровод.

Поэтому, чтобы решить проблему с неравномерностью обогрева приходится использовать дополнительную буферную емкость или теплоаккумулятор, обеспечивающий постоянное распределение тепловой энергии по дому без резких перепадов температуры. В домах, в которых устанавливается котел с буферной емкостью существенно снижается уровень теплопотерь.

Предназначение буферной емкости

Буферная емкость исполняет функцию накопления выработанной энергии с её дальнейшим использованием для обогрева здания и функционирования горячего водоснабжения. Использоваться она может с любым видом нагревательного элемента. Однако наиболее часто применяется в системах с твердотопливным котлом.

При работе твердотопливного нагревателя мощность набирается постепенно. При пиковой теплоотдаче топлива наблюдается максимальная температура теплоносителя. После чего тепловая энергия начинает постепенно снижаться.

Таким образом, нормальная температура теплоносителя будет наблюдаться только в момент пикового горения дров или угля. Однако, такие показатели избыточны для нормального функционирования отопительной системы, и часть энергии растрачивается впустую. Поэтому, расходуется больше топлива, а также требуется намного чаще топить котел.

Таким образом, буферная емкость решает две цели:

1. Она накапливает тепло вовремя его генерирования котлом.
2. После чего буферная емкость постепенно отдает нагретый теплоноситель в систему отопления пока котел бездействует или работает не на полную мощность.

Обратите внимание! Именно за счет использования такого принципа достигается равномерность обогрева помещения.

Кроме твердотопливных котлов, емкость может применяться и для электрических и газовых с той же целью.

Преимущества и недостатки использования котлов с буферной емкостью

К основным плюсам применения котлов с буферной емкостью можно отнести:

1. Из-за особенностей работы твердотопливных котлов максимальная эффективность работы достигается только в краткий период времени. Поэтому, установка аккумулирующей емкости, отдающей теплоноситель в автоматическом режиме существенно повышает коэффициент полезного действия оборудования.
2. За счет монтажа теплоаккумулятора достигается большая степень автоматизма. Требуется реже загружать нагревательный элемент топливом, а также возможно автоматизировать процесс управления различными частями отопительной системы.
3. За счет использования буферной емкости твердотопливный котел не так подвержен перегревам.
4. Температура теплоносителя в единицу времени становится более равномерной, система работает более плавно. Кроме того, возможно дифференциально распределить тепло по имеющимся комнатам.
5. При необходимости можно продолжить модификацию отопительной системы, например, добавив новый источник тепловой энергии, работающий наравне со старым.
6. Существует ряд теплоаккумуляторов, которые позволяют решить проблему ГВС.

1. Отопительная система, к которой подключена буферная емкость отличается высоким временем до наступления обогрева. Поэтому использование теплоаккумуляторов будет неоправданным в домах, в которых не живут постоянно. При этом не выйдет обеспечить быстрый обогрев.
2. Теплоаккумуляторы отличаются большими габаритами и массой. Поэтому, требуется выделить им надежно укрепленное место рядом с котлом. И не всегда это возможно. Поэтому могут возникать некоторые сложности с установкой и доставкой прибора.
3. Такие емкости отличаются крайне высокой ценой. Однако, рентабельность у этих приборов также высока.
4. Буферная емкость может раскрыть максимальный потенциал только если мощность нагревательного элемента превышает необходимое количество тепла более чем на100%. Иначе, покупка теплоаккумулятора бессмысленна.

Принцип действия буферной емкости в системе отопления

Функционирование устройства основано на увеличении вместимости жидкости, передающей тепловую энергию (воды или антифриза). После монтажа такого бака можно сохранять теплым дополнительный объем жидкости. Это существенно повышает показатели инертности отопительной системы.

Обратите внимание! Во время нагревания теплоносителя любым из видов отопительных элементов внутри теплоаккумулятора накапливается теплая жидкость определенной температуры. И со временем она распределяется между радиаторами и батареями. Причем, движение жидкости осуществляется даже если нагревательный прибор отключен.

Если рассматривать принцип действия более подробно, то между нагревательным элементом и емкостью монтируется насос, который позволяет равномерно распределить тепловую энергию по всем помещениям. Охлажденная вода движется из нижней половины бака в теплообменник котла, где она быстро прогревается.

Затем, она попадает в верхнюю часть резервуара, откуда поступает в отопительную систему. Движение обуславливается её постепенным вытеснением из-за работы насоса.

После выключения отопительного элемента продолжается подача теплоносителя. Этот процесс проходит до окончания теплой воды в буфере. Длительность работы будет зависеть от объема резервуара, температурных показателей и количества нагревательных приборов.

Основные виды буферных емкостей для котлов

Существует несколько основных видов буферных резервуаров:

1. Наиболее простая емкость представляет собой бак из металла, покрытого утеплителем. Чаще всего как утепляющий материал используют ППУ. В зависимости от степени теплоизоляции емкости различается продолжительность сохранения тепла.
2. Тепловой аккумулятор сГВС. Если появляется потребность в постоянном горячем водоснабжении, внутри резервуара устанавливают специальный змеевик. Он может устанавливаться в разных частях. Обычно вода поступает снизу, и при прохождении через все отделы теплообменника нагревается. Поэтому, буферный резервуар начинает играть роль проточного нагревателя. А сам змеевик выполняет роль барьера для постоянно поступающей воды.
3. Альтернативный вариант предыдущего вида— если -змеевик применяется для передачи и теплоносителя от солнечных коллекторов к емкости, и обратно. При этом змеевик требуется чтобы не допустить смешивания теплоносителя в солнечных коллекторах.
4. Устройство с подключенным трубчатым электронагревателем. В таком случае емкость может использоваться в качестве замены электрического котла. Внутри емкости можно установить до 7 ТЭН. Это позволит полноценно обогревать здание, а при отсутствии других источников энергии резервуар не допустит остывания теплоносителя в случае отсутствия владельца.

Основные схемы обвязки буферных емкостей с котлами

Кроме всех основных приборов, которые используются в классической системе подключения потребуется дополнительный циркуляционный насос. При этом формируется практически завершенная двухконтурная система.

Обратите внимание! При этом в радиаторы поступает теплоноситель только из резервуара.

Эта схема функционирует следующим образом:

1. Генератор тепла постоянно работает на максимальную мощность, обладая высоким коэффициентом полезного действия.
2. До достижения пиковых температур теплоноситель движется по малому контуру, между котлом и резервуаром. При это бак накапливает энергию, практически не отдавая её в батареи.
3. Теплоноситель отопительной системы греется за счет обмена тепла в буфере, который способен поддерживать постоянные температурные параметры длительное время.
4. После прогорания заложенного топлива отопительная система будет работать только за счет накопленной энергии в резервуаре. Это дает возможность не проводить частые растопки.

Кроме того, существует несколько основных способов подключить буферную емкость для твердотопливного котла:

1. Простейший чертеж— котел через систему труб последовательно соединен с емкостью и радиаторами. При этом все показатели давления и температуры остаются на одном уровне. Сохраняется единый тип носителя тепла. Кроме того, устанавливаются краны на обратном трубопроводе для возможности контроля.
2. Если добавить к предыдущей схеме байпас, увеличится эффективность и рациональность работы системы. За счет установки крана перед радиатором, возможно в случае аварии проводить экстренный ремонт и отключать снабжение.

Отзывы пользователей о котлах с буферной емкостью

Евгений, 38 лет: «Мы купили буферную емкость для угольного котла недавно. Проживаем в большом доме. И использование емкости спасло от необходимости постоянно растапливать котел.»

Владислав, 41 год: «По рекомендациям друзей мы решили приобрести в дачный дом котел с буферной емкостью, и это было нашим верным решением. Дом быстро протапливается, особенно это ощутимо в лютые морозы».

Буферная емкость на несколько десятков литров позволяет существенно повысить эффективность работы отопительной системы в частном доме. Главным правилом подбора является достаточная мощность котла и возможность установить её в имеющейся котельной.

Расчет и подключение теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Равномерность работы системы отопления и минимальное время за ее присмотром – мечта каждого владельца собственного дома. Не на последнем месте стоит экономичность. Теплоаккумулятор для отопления (ТА) объединяет и выполняет вышеуказанные функции. Данное специальное устройство самостоятельно в нужный момент уменьшает или увеличивает температуру теплоносителя. В результате достигается тепловой комфорт в отапливаемых помещениях. Вмешательство человека в этом процессе исключается. О том, как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу будет рассказано далее.

Теплоаккумулятор для домашней системы отопления

Назначение теплоаккумулятора

Установленный в системе отопления он в автоматическом режиме:

• накапливает излишнее тепло;
• отдает накопленное тепло теплоносителю в нужный момент;
• предотвращает закипание воды в котле при отсутствии электроэнергии;
• обеспечивает работу котла без вмешательства человека.

В теплоаккумуляторе накопителем излишков тепла является буферная емкость для воды. (На фото красная). Представляет собой ёмкость для воды со змеевиком, укрытую теплоизоляцией. Пока горят дрова, она накапливает избытки тепла. Как только котел перестает выдавать нужную температуру, излишнее тепло из этой емкости отдается в систему отопления. Вода в радиаторах не остывает. Система отопления в домах не устанавливается без электрических насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя. Не трудно представить, что происходит в момент перебоев с электроэнергией. Дрова горят, тепло выделяется, а вода неподвижно стоит в трубах. Начинается ее закипание в котле.

Если этот момент упустить, то возможен взрыв со всеми вытекающими последствиями. Теплоаккумулятор для отопления препятствует этому. Пока горит топливо, его приходится периодически добавлять. Если не сделать это вовремя, котел потухнет. Чем это опасно в сильные морозы, знает каждый. Имея ТА процесс между закладками дров увеличивается в разы. При этом не создается опасность размораживания системы из-за затухания котла.

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:

• давление в системе отопления;
• объем буферной емкости;
• наружные размеры и вес;
• оснащение дополнительными теплообменниками;
• возможность установки дополнительных устройств.

Напор воды (давление) в системе отопления — основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении. Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды.

Объем буферной емкости . От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес . Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Оснащение дополнительными теплообменниками . При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Возможность установки дополнительных устройств . Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно. Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления.

Расчет объема буферной емкости котла

Самым оптимальным решением этой задачи станет поручение ее выполнения инженерам-теплотехникам. Расчет объема теплоаккумулятора для всей системы отопления частного дома требует учитывать различные факторы, известные только им. Несмотря на это, предварительные подсчеты можно сделать самостоятельно. Для этого кроме общих знаний физики и математики понадобятся калькулятор и чистый лист бумаги.

Находим следующие данные:

• мощность котла, кВт;
• время активного горения топлива;
• тепловая мощность обогрева дома, кВт;
• КПД котла;
• температуры в трубе подачи и «обратке».

Рассмотрим пример предварительного расчета. Обогреваемая площадь — 200 м 2 , время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве — 90° С, в обратном контуре — 40° С. Расчетная тепловая мощность обогреваемых помещений – 10 кВт. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Делаем расчет буферной емкости твердотопливного котла по теплоемкости воды:

где:
m – масса воды в емкости (кг);
Q – количество тепла (Вт);
∆t – разность температуры воды в трубе подачи и «обратке» (°С);
1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Расчет буферной емкости твердотопливного котла

Подставив цифры в формулу получим 1375 кг воды или 1,4 м 3 (80000/1,163×50). Таким образом для системы отопления дома площадью 200 м 2 надо установить ТА емкостью 1,4 м 3 . Зная эту цифру можно смело идти в магазин и смотреть, какой теплоаккумулятор приемлем.

Габариты, цена, комплектация, производитель уже легко определяемы. Сопоставляя известные факторы не трудно сделать предварительный выбор теплового аккумулятора для дома. Такой расчет актуален в случае, когда дом построен, система отопления уже смонтирована. Результат расчета покажет, нужно ли разбирать дверные проемы из-за габаритов ТА. Оценив возможность его установки на постоянное место, делается окончательный расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла, установленного в системе.

Собрав данные по системе отопления выполняем вычисления по формуле:

где:
W – количество необходимого тепла для нагрева теплоносителя;
m – масса воды;
c – теплоемкость;
∆t – температура подогрева воды;

Кроме этого понадобится значение k – КПД котла.

Из формулы (1) находим массу:
m = W/(c×∆t) ( 2 )

Поскольку КПД котла известен, уточняем формулу (1) и получаем
W = m×c×∆t×k ( 3 )
откуда находим уточненную массу воды
m = W/(c×∆t×k) ( 4 )

Рассмотрим, как рассчитать теплоаккумулятор для дома. В системе отопления установлен котел мощностью 20 кВт (указана в паспортных данных). Топливная закладка прогорает за 2,5 часа. Для отопления дома нужно 8,5 кВт/1 час энергии. Значит, за время прогорания одной закладки будет получено 20×2,5 = 50 кВт

На отопление помещений будет израсходовано
8,5×2,5 = 21,5 кВт

Лишнее произведенное тепло
50 – 21,5 = 28,5 кВт
сохраняется в ТА.

Температура, на которую нагревается теплоноситель составляет 35° С. (Разность температур в трубе подачи и «обратки». Определяется замером во время работы системы отопления). Подставляя искомые значения в формулу (4) получаем
28500/(0,8×1,163×35) = 874,5 кг

Эта цифра означает, что для сохранения тепла, выработанного котлом необходимо иметь 875 кг теплоносителя. Для этого понадобится буферная емкость для всей системы объемом 0,875 м 3 . Такие облегченные расчеты позволяют легко выбрать теплоаккумулятор для котлов отопления.

Способы подключения

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется различными способами.

Но в любом случае существует ряд правил, соблюдение которых обязательно:

• все соединения в системе должны быть резьбовыми или фланцевыми;
• рекомендуется установка запорной арматуры на магистрали ТА;
• оснащение КИП входов и выходов ТА;
• установка фильтров очистки на входах;
• установка манометра и предохранительного клапана на ТА;
• предусмотреть установку клапана воздухоотводчика.

Соблюдение этих требований обеспечивает работоспособность и безопасность всей системы отопления. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором осуществляется по различным схемам. На фото показана одна из них. По своей сути она является упрощенной базовой моделью системы отопления. Поняв принцип ее действия можно приступать к самостоятельному монтажу.

Как выполняется обвязка смотрите на видео:

Смесительный узел котлового контура предотвращает попадание холодной воды в котел. В то же время аналогичный узел контура отопления при необходимости подает часть горячего теплоносителя в систему для поддержания в ней заданной температуры.

Балансировочный вентиль позволяет обеспечить одинаковый нагрев всех приборов отопления, на каком бы удалении от котла они не находились. При наличии дополнительных змеевиков и солнечного коллектора на крыше ТА на определенное время превращается в термоаккумулятор. Это позволяет снизить расход топлива для котла. Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу практически не изменяется.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла позволяет сжигать топливо с максимальным КПД, и увеличивает время между заброской дров. Наряду с ощутимой экономией топлива и комфортной температурой отапливаемых помещений это устройство становится востребованным в каждой системе отопления. Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу своими силами больших трудностей не создает.

Видео по теме:

Устройство и принцип работы буферной емкости для отопления

Необходимость усовершенствования системы отопления собственного дома вынуждает владельцев вести постоянный поиск полезных идей, дополнительных устройств, позволяющих экономить топливо, равномерно распределять тепло внутри дома, увеличивать теплоотдачу радиаторов.

Проблема равномерного распределения тепла особенно остро стоит в домах с твердотопливными котлами. В них нельзя мгновенно остановить процесс сгорания топлива и подачу тепла в трубопровод системы. Если перекрыть кран на подаче, горячая вода, скапливаясь на входе, может достичь точки кипения и повредить часть трубопровода. Можно распределить количество растопок по времени. Подобные решения трудозатратны и малоэффективны. В данном случае целесообразно применение теплоаккумулятора, который обеспечит равномерное распределение тепла по дому, исключит температурные перепады.

В домах, где встроен теплоаккумулятор, значительно сокращаются теплопотери.

Факт! Твердотопливные котлы в обычном рабочем режиме вырабатывают тепло до 90 °C, в отличие от газовых или дизельных с максимумом в 65 °C.

Устройство теплоаккумулятора

Гидроаккумулятор – это емкость, аккумулирующая тепло, производимое твердотопливным котлом, сохраняющая его продолжительное время. Устройство работает по принципу термоса.

Аккумулирующий бак состоит из таких комплектующих:

• Емкость из стали или нержавейки, большого размера (прямоугольная или круглая);
• Четыре патрубка внутри емкости, разнесенные по высоте. Один является выходом из обогревателя в бак, а другой – входом системы отопления, то же в нижней части;
• Вверху в гидроаккумулятор встроен предохранительный клапан;
• Снаружи емкость утепляется толстым слоем изоляционного материала.

Буферная емкость аккумулирует нагретый теплоноситель внутри, поддерживает тепло в доме до двух дней после отключения системы отопления.

Устанавливая гидроаккумулятор, необходимо устроить контур обвязки между ним и котлом, включающий:

• Циркуляционный насос;
• Термосместительный клапан;
• Расширительный бак.

Аккумулирующий бак обязательно должен быть теплоизолирован, иначе выделяемое тепло будет нагревать помещение, где находится гидроаккумулятор.

Накопительный бак работает таким образом:

• Из твердотопливного котла нагретая вода поступает к верхнему патрубку;
• Циркуляционный насос, работая, выгоняет холодную воду из нижней части теплоаккумулятора в твердотопливный котел до того момента, пока весь бак не будет наполнен горячей водой;
• Следующим этапом будет подача горячей воды из бака аккумулятора в систему отопления. С помощью циркуляционного насоса из системы отопления остывшая вода перегоняется в бак, а из бака в систему.

Принцип работы

Аккумулирующий бак начинает накапливать избыточное тепло в верхней части емкости после полного обогрева помещения. По мере охлаждения гидроаккумулятор постепенно выделяет тепло в системы отопления.

От емкости гидроаккумулятора зависит, сколько раз в течение суток будет загружаться твердотопливный котел.

В основе работы аккумулирующего бака лежит использование высокой теплоемкости воды, которая при остывании на 1 °C выделяет в несколько раз большее количество тепла на обогрев 1 м 2 помещения.

Для расчета объема аккумулирующей емкости используют соотношение – 25 – 30 л емкости на 1 кВт мощности твердотопливного котла.

Например, для котла мощностью 20 кВт объем бака будет составлять от 500 до 600 л.

Самодельный теплоаккумулятор

Владея минимальными знаниями физики и механики можно собрать гидроаккумулятор своими руками:

• Наружная готовая емкость необходимого объема;
• Внутренний трубопровод, меньше по высоте основной емкости на 5 – 7 см;
• Сваривается внутренняя емкость с отверстиями для патрубков.

Важно! Аккумулирующую емкость монтируют своими руками уже в помещении, для большой площади дома потребуется аккумулятор большого объема. В стандартные двери внести его невозможно.

Монтаж теплоаккумулятора

Усовершенствование работы отопления дополнительными устройствами своими руками сделает необходимым проведение следующих работ:

Буферная ёмкость для котла

Буферная емкость (теплоаккумулятор), существенно экономит Ваши деньги на энергоносителях, увеличивает временной интервал между загрузкой дров (угля).
Работа твердотопливного котла очень инертная. даже при достижении комфортных температурных значений, угольный (дровяной) котле не сможет автоматически отключиться. Топливо в любом случае будет догорать в теле котла. Избыточное тепло, при отсутствии теплоаккумулятора будет уходить в трубу или окно. Для того, чтобы оставить невостребованное тепло в доме, и применяются буферные емкости.
Во время поступления команды от термостата, лишнее тепло начинает поступать в теплоаккумулятор. В последствии, именно из буферной емкости это тепло продолжит поставляться в радиаторы отопления при неработающей основном теплогенераторе (котле),
Также буферная емкость устанавливается сразу после отопительного кола с целью уравнивания температуры тепловых потоков между подачей и обраткой. С буферной емкостью в радиаторы отопления не будет поступать существенно перегретый теплоноситель.

Принцип работы буферной емкости

С какими котлами работает буферная емкость

— с твердотопливными котлами отопления. Идеальная совместимость с буферной емкостью. Максимальным образом экономятся энергоносителя, существенно увеличивается временной промежуток между закалкой топлива, система отопления работает более гибко, без температурных скачков.
— с электрическими котлами. При условии эксплуатации по многотарифному счетчику, при возможности подключения дешевого ночного тарифа, электрокотел может очень успешно загружать буферную емкость тепловой энергией, чтобы в последующем, днем, раздавать ее по дому.
— пеллетные котлы значительно более автоматизированы по сравнению с дровяными, угольными. Подача древесных гранул производится порционно, по сигналу комнатного термостата. А этой связи, эксплуатация буферной емкости с пеллетным котлом не будет особенно эффективна.
— с газовыми котлами отопления и буферные емкости не будут работать эффективно, и экономить ваши деньги в процессе эксплуатации. Газовые котлы не имеют существенного выбега по теплу, при работе нет необходимости в сохранении избыточного тепла.
— с дизельными котлами отопления. Они также не выдают избыточного тепла, так как работает и управляются современной автоматикой. А этой связи, работа дизельного котла отопления и буферной емкости будет не эффективной.

Установка буферной емкости, подключение.

В зависимости от условий установки буферной емкости в котельном помещении, производители предлагают несколько вариантов вывода подсоедини тельных патрубков.
— вертикальное подключение. Патрубки подключения находятся на одной вертикальной линии. Это удобно при односторонней подводке труб.
— подключение 90°. Такие теплоаккумуляторы стоит купить при установке буферной емкости в угол, с последующей разводкой труб по двум стенам.
— сквозное подключение. Вход и выход патрубков под углом 180°.

Как рассчитать объем буферной емкости.

Формула расчета буферной емкости включает в себя множество значений для расчета объема теплоаккумулятора. Но есть простой народный метод расчета теплонакопителя. На один киловатт тепловой энергии котла необходим объем буфера около 30 литров. К примеру, для мощности твердотопливного котла нужна буферная емкость объемом около 500 литров.
Если сэкономить на объеме теплоаккумулятора, то теплоноситель будет перегреваться в бочке. Если взять теплоаккумулятор большего размера, то теплоноситель не сможет достаточно нагреться, и систему отопления не получит достаточного тепла.