Содержание

Подключение буферной емкости и ее использование

Буферная емкость позволяет накапливать много тепловой энергии, в большом объеме нагретого теплоносителя. Затем отдавать ее в систему отопления дома постепенно, с помощью особенной обвязки. Использовать твердотопливный котел с буферной емкостью значительно удобней, комфортно.
Можно топить редко и помногу.

Фактически, буферная емкость с обычным твердотопливным котлом сейчас конкурирует с пеллетным автоматизированным котлом, или с различными модификациями твердотопливного котла на большую загрузку (т.н. длительного горения).
Какие имеются плюсы и минусы, в чем недостатки вариантов – далее…

В чем же особенность применения теплоаккумулятора и как его подключить правильно, чтобы использование было комфортным и безаварийным?

Схема подключения (обвязки) буферной емкости с твердотопливным котлом

На схеме твердотопливный котел и буферная емкость.
Схема упрощенная, не указаны краны, термометры, манометры и др.

Применены два трехходовых клапана.

Первый клапан включен в контур котла. Он предохраняет котел от низкой температуры теплоносителя (от работы ниже точки росы и увлажнения…). Клапан обязателен, так как с буферной емкостью работа кола в неблагоприятном «холодном» режиме продолжительная.

В данной схеме применяется смесительный клапан (смешивает жидкости). Направление движения жидкости по байпасу указано стрелкой.
Клапан управляется термоголовкой, датчик которой расположен на обратке котла.

Клапаном поддерживается температура на обратке котла больше чем 60 градусов.

Второй клапан находится в контуре радиаторов. Он поддерживает температуру в радиаторах по желанию пользователя. Часть обратки от радиаторов через клапан может направляться на подачу.

Здесь применяется разделительный клапан (разделяет потоки). Направление движения жидкости через байпас указано стрелкой. Датчик термоголовки радиатора размещается на подаче на входе в радиаторную сеть.

Следует обратить внимание на расположение насосов. Только с таким расположением насосов относительно трехходовых клапанов обеспечивается их работа.

Но насосы могут располагаться и на подающей ветви, принципиальной разницы нет.

Твердотопливный котел не автоматизирован, его работа должна контролироваться человеком по показаниям термометров, которыми снабжается буферная емкость. А также желательно установить термометр на трубопроводе на подаче в радиаторную сеть (в месте расположения датчика термоголовки).

Используется температурное реле в контуре радиаторов. Оно защищает пластиковые трубопроводы радиаторной сети от слишком высокой температуры. Настраивается на 85 градусов. Отключает насос радиаторного контура и включает звуковой сигнал (звонок), который предупреждает пользователя о срочной необходимости потушить горение в котле.

В сеть параллельно радиаторам может быть включен контур теплого пола.
Какие схемы используются в теплом полу

Вода ГВС нагревается во встроенном в емкость теплообменнике.

Другие схемы обвязки

Схема включения (обвязки) буферной емкости с использованием автоматического управления трехходовым клапаном с помощью сервопривода. Здесь используются одинаковые смесительные клапаны, в контуре радиаторов клапан установлен на подаче.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу с использованием автоматики управления температурой радиаторов. Используется датчик температуры на подающей ветви на радиаторы и информация с комнатных термостатов. А также управление насосом радиаторов (отключение) в случае критического повышения температуры.

Режим топки и объем емкости

Кроме твердотопливного котла буферная емкость будет полезной с электрокотлом, если подключен дешевый ночной тариф электричества. Тогда заряжать теплоаккумулятор можно ночью.

Объем теплоносителя: специалисты рекомендуют примерно тонну воды на 200 м кв. утепленного дома. Если больше – неудобно, долго заряжать. Меньше – чаще топить. При таком объеме топка примерно раз в сутки в средние морозы или реже.

Количество энергии которое может накапливать теплоаккумулятор в зависимости от емкости

Продолжительность топки напрямую будет зависеть от мощности твердотопливного котла. Рекомендуется с буферной емкостью использовать более мощный котел, чем подобранный по теплопотерям. Возможно использование котла в 2 – 3 раза мощнее, что увеличивает комфортность использования, укорачивает топку.

Как правило, с режим топки выбирают по опыту, таким образом, чтобы разогревать теплоноситель до 80 градусов. При этом радиаторная сеть работает в низкотемпературном режиме 50 – 60 градусов. Общее остывание теплоносителя на 20 – 40 градусов в течении суток обеспечивает компенсацию потери тепловой энергии домом. Количество секций радиаторов подбирается на низкотемпературный режим обогрева.

как подобрать радиаторы отопления для дома по мощности, виду

Подбор насосов и балансировка

Чтобы емкость работала правильно, у нее вверху должна находиться более теплая вода. Она же сразу забирается в радиаторную сеть. После начала топки радиаторы нагреваются сразу.
Но для этого вода по емкости должна двигаться сверху вниз. Т.е. в контуре котла расход должен быть больше. Как правило, это достигается даже одинаковыми насосам и одинаковым режимом работы (в контуре котла сопротивление меньше). Или в контуре радиаторов ставится дросселирующий кран.

Давление в системе с буферной емкостью делается пониженное – 0,7 -1,5 атм. Гидроаккумулятор подбирается объемом – 12% от объема воды в системе.

Важно. Насос контура котла нужно отключать после того как котел прогорит. Иначе произойдет ускоренное охлаждение теплоносителя через теплообменник котла и дымоход. Удобно сделать автоматику на отключение после снижения температуры в котле. В любом случае, выключатели двух насосов нужно расположить удобно на стене в месте обслуживания отопления, так как пользоваться отключением насосов придется часто.

Преимущества применения тепловых аккумуляторов

Помимо всего прочего, буферная емкость позволяет эксплуатировать твердотопливный котел в оптимальном режиме. Сжигание дров (угля) производится с наибольшей подачей воздуха, максимально эффективно (с наибольшим КПД), с наибольшей температурой, при этом образуется меньше СО, смолы и недогоревшей золы (сгорает). Все режимы с ограничением подачи воздуха являются не оптимальными для горения.

В продаже можно встретить множество дорогих буферных емкостей от Европейских производителей. Но местного производства обойдутся в 2 – 3 раза дешевле. Заказывают часто из нержавейки. Делают теплоаккумуляторы и отдельные мастера, «гаражная» емкость из черного металла 3 – 4 мм будет дешевой, но сколько времени ее можно эксплуатировать под давлением…

  • Система с твердотопливным котлом и буферной емкостью отличается значительными первоначальными затратами. Но в дальнейшем отопление дровами или (и) углем наиболее дешевое, а комфортность повышенная. В схему «просится» электрический котел, обеспеченный дешевым тарифом, что только повысит комфортность отопления.
  • Пеллетный котел автоматизированный требует обслуживания, как правило, раз в неделю. Но он еще дороже сам по себе, чем первая схема, и топливо также дорогое.
    Чем выгоднее отапливать частный дом
  • Так называемые «котлы длительного горения» с большим объемом загрузки, в целом, имеют массу недостатков, сложны и дороги (хоть и не настолько как первые схемы), рекомендованы быть не могут.
    Подробнее Какие встречаются котлы длительного горения

Схема отопления с теплоаккумулятором в частном доме

Твердотопливные котлы – отличное оборудование для отопления частного дома в сельской местности или в пригороде, вдали от газовых магистралей. Как и любое другое оборудование котлы на твердом топливе претерпевают изменения, модифицируются и усовершенствуются, поэтому современные модели представлены пиролизными аппаратами, котлами с теплоаккумуляторами, пеллетным оборудованием, оснащены автоматикой и средствами контроля параметров. Стандартная схема отопления с теплоаккумулятором заслуживает особого внимания, так как экономит топливо, которое и без того стоит недешево – ведь платить приходится не только за дрова, торф, пеллеты или уголь, но и за их доставку. Теплоаккумулятор для электрических и твердотопливных котлов отопления эффективнее себя проявит, если подсчет электроэнергии ведется по дневному и ночному тарифам. Отопительное оборудование с тепловым аккумулятором

Устройство отопления с ТА

Тепловой аккумулятор (ТА) для котлов отопления – составная часть отопительной системы, работающая на увеличение временного отрезка между циклами подачи топлива в топочную камеру. Конструктивно это герметичная утепленная емкость большого объема, наполненная теплоносителем из системы отопления, который постоянно циркулирует по контуру (контурам). В качестве теплоносителя используются традиционные жидкости – дистилированная вода, антифриз, водно-глюколевые растворы.

Единственная особенность, которую обязательно нужно учитывать при принятии решения о включении в схему ТА – объем отапливаемых помещений. Чем он меньше, тем меньше смысла в установке теплоаккумулятора – мощности котла и нагревательных приборов (радиаторов, батарей) вполне достаточно для обогрева небольших помещений.

Как функционирует отопление с тепловым аккумулятором – упрощенная схема подключения:

  1. Теплоаккумулятор включается в разрыв между котлом и трубной разводкой, то есть, нагретая в котле жидкость сразу направляется в емкость;
  2. Из аккумулятора горячая жидкость перетекает в отопительные приборы посредством трубной разводки;
  3. По обратной подаче жидкость снова направляется в аккумулятор, а из него – в котел для нового цикла нагревания.
Принципиальная схема работы отопления с тепловым аккумулятором

Потоки подачи и обратки должны постоянно смешиваться – это условие эффективной работы теплового аккумулятора. Но нагретый теплоноситель поднимается вверх, а остывший – опускается вниз, поэтому сложность обеспечения работоспособности системы заключается в том, чтобы создать такие условия, при которых некоторый объем горячей жидкости опускался на дно аккумулятора для нагрева остывшей жидкости из обратки. Заряженный аккумулятор – это резервуар, в котором весь объем теплоносителя имеет одинаковую температуру.

После сгорания очередной порции твердого топлива котел перестает нагревать воду, и начинает работать ТА. Горячий теплоноситель продолжает двигаться в системе, отдавая тепло и охлаждаясь в батареях. Циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока теплоноситель не остынет полностью, или в котел не загрузится новая порция дров или угля.

При наличии системы автоматики критическое охлаждение теплоносителя не допускается, так как подача твердого топлива в системе отопления с твердотопливным котлом контролируется датчиками температуры: при достижении определенного значения, означающего, что котел перестал поддерживать горение, датчик подает сигнал в исполнительную систему, которая открывает задвижку подачи топлива – угля, пеллет или торфа. Автоматическая загрузка топлива в твердотопливный котел

Недостатки работы системы отопления с теплоаккумулятором для дачных и садовых домиков с сезонным проживанием:

  1. Помещения прогреваются дольше;
  2. Из-за маленьких размеров ТА увеличивается объем отопительного контура, поэтому самый дешевый теплоноситель для таких систем – вода. Антифриз и другие синтетические жидкости обойдутся слишком дорого.


Но каждый раз по приезде вновь наполнять систему водой – занятие хлопотное, а, если выездите на дачу два-три раза в месяц – просто бессмысленное. Поэтому в ТА встраиваются дополнительные стальные спиральные трубы, выполняющие роль отопительных контуров. Теплоноситель, протекающий по спиралям, не контактирует с теплоносителем в ТА, а является отдельным и автономным контуром отопления или ГВС. Реализацией такого несложного приема можно добиться универсальности применения любого котла, даже простейшего одноконтурного. Причем КПД такого оборудования будет использован максимально. Теплоаккумулятор со спиралевидным контуром

Роль таких пассивных спиралей могут выполнять и активные элементы – электрические ТЭНы, которые могут подключаться к электрической сети или быть автономными – работать от энергии солнца (солнечных аккумуляторов). Такой способ нагрева теплоносителя или ГВС считается вспомогательным.

Схема обвязки с тепловым аккумулятором

Схем отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором можно разработать сколько угодно – все будет зависеть от реальных условий эксплуатации отопления, расположения помещений, их площади, применяемого оборудования, и т.д. Традиционная и стандартная обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором работает следующим образом:

На рисунке ниже стрелками указаны перемещения теплоносителя по системе, при этом обратка вверх двигаться не может. Чтобы забирать теплоноситель из обратки, в схему включается циркуляционный насос между аккумулятором и котлом, который перекачивает больше жидкости, чем насос до ТА. Таким образом, образуется перепад давлений в трубах, и жидкость забирается из трубы обратной подачи в резервуар. Небольшой недостаток этой схемы заключается в том, что контур будет нагреваться дольше. Простейшая схема обвязки с теплоаккумулятором

Для уменьшения этого временного отрезка реализуется такое устройство отопления (рисунок ниже по тексту) с замкнутым циклом прогревания котла. Работает схема так: теплоноситель не поступает из ТА в котел до тех пор, пока она не нагреется в рубашке котла до заданной температуры. После достижения заданного значения некоторый объем жидкости из трубы подачи поступает в аккумулятор, а часть смешивается в системе с жидкостью из ТА, и снова подается в котел. Обвязка теплоаккумулятора с контуром прогревания котла

В результате реализации такой схемы котел всегда принимает нагретую жидкость, что поднимет его КПД, уменьшает время прогрева отопительного контура и позволяет организовать автономный режим работы включением двух байпасов:

  1. При неработающем насосе и перекрытом вентиле нижнего байпаса работает обратный клапан;
  2. При неработающем насосе и обратном клапане работает нижний байпас.


Из-за высокого сопротивления обратного клапана потоку теплоносителя его можно не включать в схему: Обвязка без обратного клапана для системы с естественной циркуляцией теплоносителя

При аварийном отключении электричества шаровый вентиль открывается вручную. При работе схемы только с принудительной циркуляцией теплоносителя обвязка с ТА делается по следующей схеме: Обвязка для системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Как рассчитать требуемый объем теплоаккумулятора

Слишком большой или слишком маленький резервуар для накопления тепла в виде нагретого теплоносителя– это неэффективное решение, поэтому требуемый объем резервуара подлежит математическому расчету, точные результаты которого получить сложно из-за приблизительных первоначальных данных – тепловых потерь в помещении, свойств утеплителя стен и фундамента дома, теплоизолирующих качеств стройматериалов стен, перекрытий и перегородок, этих же параметров оконных и дверных проемов. Но приблизительно провести расчет теплоаккумулятора все же можно, и рассчитан такой прием именно на незнание точных тепловых потерь здания, тем более, если его только предстоит построить.

Выбор размеров и объема резервуара под тепловой аккумулятор можно сделать, отталкиваясь от следующих параметров:

  1. Общая площадь отапливаемых помещений;
  2. Тепловая мощность нагревательного оборудования.

Эти два параметра и определяют объем ТА.

Допустим, необходимо вычислить объем теплового аккумулятора для отопительной системы, исходя из отапливаемой площади помещения. Формула для расчета простая: площадь в квадратных метрах умножается на четыре (Sx 4). Например, для дома общей отапливаемой площадью 50 м2 потребуется резервуар на 200 литров. При таком объеме ТА, как показывает практика, загружать котле твердым топливом можно всего одни раз в сутки. Это – очень хорошая экономия и очень хороший КПД.

Расчет объема теплоаккумулятора отопления

Знающие хозяева скажут, что можно просто установить пиролизный котел, который будет работать так же. Но работа такого котла немного сложнее и менее эффективна, так как:

  1. Сначала топливо возгорается и разгорается;
  2. Затем ограничивается подача воздуха;
  3. Последним активируется тление топлива (пиролиз).

При возгорании топлива температура теплоносителя резко возрастает, а пиролизный процесс поддерживает ее на заданном уровне, причем во время протекания пиролиза много тепловой энергии просто исчезает в трубу дымохода, не обогревая почти ничего. Еще один минус – при открытой системе отопления на пиках разогрева теплоноситель может закипать и выплескиваться из расширительного бачка, а при использовании ПВХ труб для разводки отопления они быстрее выходят из строя от высокой температуры.

 

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

На сегодняшний день современные котлы твердотопливного типа нашли широкое применение среди тех, кто является владельцем загородного дома. Оборудование, которое работает на качественном твердом топливе становится идеальной альтернативой газовому, поэтому с каждым днем набирает все большую популярность.

Тщательно продуманная грамотная обвязка значительно увеличивает срок активной эксплуатации отопительного устройства. Сейчас среди самых разных вариаций подключения довольно распространенным и востребованным стала установка современного теплоаккумулятора, который идеально подходит для твердотопливных котлов самых разных моделей.

Данная схема дает возможность всем, кто проживает в доме, значительно сэкономить финансовые траты на отопление и максимально снимает высокое напряжение с котла в моменты самых резких пиковых нагрузок. Как подобрать оборудование и выполнить надежное подключение теплового аккумулятора твердотопливных котлов?

Выбор качественного оборудования

Непосредственно аккумулятор выбирают под заранее приобретенный котел твердотопливного типа и подсчитывают параметры так, чтобы он запросто мог по максимуму аккумулировать тепловую энергию, которая была выработана непосредственным источником требуемого тепла.

Приоритетом и главным критерием выбора современного и продуманного теплоаккумулятора будет сам котел, если его рабочее время теплопоступления и мощность как-то лимитированы:

  • Для выработки тепла только единственной разовой загрузки любого топлива и дальнейшим его разбором установленной системой полного отопления в течение целых суток.
  • Накопителем солнечного типа определенной и требуемой для стабильной работы котла мощности, где собирается тепло исключительно в светлое время дня и стабильно равномерным или же исключительно пиковым использованием.

Основным показателем к выбору хорошего теплоаккумулятора становится сам потребитель, когда есть необходимость покрывать установленную нагрузку теплового характера за какой-то отрезок времени.

Приобрести данное устройство необходимо в соответствии с индивидуальными потребностями, а также характеристиками установленного твердотопливного котла.

Заранее спроектируйте, какой именно теплоаккумулятор вам необходим, чтобы он смог полностью выполнять возложенные на него функции и задачи по усилению и контролю вырабатываемой тепловой энергии котлом.

Какие расчеты подразумевает установка теплоаккумулятора?

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла проводится максимально точно и внимательно. Данное устройство является достаточно габаритным, поэтому его установка должна быть внесена еще в самый первый проект системы отопления.
Расчет буферной емкости твердотопливного котла проводится, исходя из установленного соотношения 30, 40 или 50 литров всего объема емкости на 1 кВт фиксированной мощности котла.

Исходя из продуманной схемы применения, применяются разные методики, которые помогают провести расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла. При тщательном подборе рекомендуется максимально учитывать такие рекомендации:

  1. Чем значительнее показатель пикового теплопотребления отличается от установленного среднечасового, а также чем дольше оно длиться, тем и больше необходим объем бака для накопления в нем нужного тепла.
  2. Давление номинальное, где аккумулируется тепло, должно непременно быть по максимуму больше, чем обычное рабочее давление.
  3. Теплоаккумулятор, который подключается к любому твердотопливному котлу, правильно аккумулирует нужное тепло, которое генерировалось хотя бы одной разовой загрузкой.
  4. В каждой схеме подключения устройства в обязательном порядке должны быть предохранительные клапаны и предусмотренный расширительный бак.

Выбор теплоаккумулятора для котла

Каждый расчет должен проводиться внимательно и четко. Помните о том, что от правильности учета всех факторов зависит безопасность дома и жильцов в нем. Если подключение теплоаккумулятора будет выполнено неправильно или даже с минимальной ошибкой, это грозит неприятными и достаточно опасными последствиями.

Вы должны быть абсолютно уверенными в том, что учли каждый показатель и фактов, правильно просчитали потребности в тепле, а продуманная схема подключения бака к самому твердотопливному котлу правильна и надежна.

Подключение: профессиональные рекомендации

Чтобы правильно и максимально эффективно реализовать систему частного отопления на основе любого твердотопливного котла, можно подключать теплоаккумулятор несколькими методами. Они довольно распространены среди профессиональных мастеров, но этому можно обучиться и самостоятельно, так как в данных схемах нет ничего сложного и сверхъестественного.

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

Схема подключения теплоаккумулятора

С подмешиванием жидкости

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу распространенного типа предельно понятна. Легко и доступно применяется в обвязках систем постоянного отопления, которые основываются на циркуляции простого гравитационного типа топлива в котле. В этой ситуации происходит такое:

  • Во время нагревания установленного объема воды в самом теплообменнике устройства начинается ее циркуляция по всей системе установленного трубопровода, который проходит через клапан бойлера.
  • Когда заданная пользователем температура достигается, встроенный клапан активно начинает работать и соответственно поддерживать установленный заранее показатель, понемногу подмешивая только холодную воду из самого бойлера.
  • В этот момент в бак наливается горячая вода из установленного агрегата – так происходит зарядка теплоаккумулятора.
  • За все время, которое может быть определено только баком бойлера, топливо полностью выгорает.
  • Начинает обратный процесс, который состоит в подаче воды на небольшие радиаторы. Стабильность температуры сохраняется все время.
  • Когда непосредственный источник нужного тепла не может поддержать стабильный нагрев воды в емкости теплоаккумулятора, установленный клапан оперативно и надежно перекрывается, а система моментально приобретает свое исходное состояние.

Если электропитание отсутствует или же циркулярный насос отказывает, бойлер сразу переходит в специальный буферный режим, который дает возможность всей системе работать только на обратном клапане.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Набранная вода, которая нагрелась до этого момента в самом котле, далее активно поступает в установленный бак. Затем она направляется к нескольким радиаторам отопления. За счет этого непрерывного процесса обеспечивается плавное нагревание воды и аккуратное падение высоких температур.

Совет! Чтобы функционирование схемы отопления было на высоте, теплоаккумулятор надо монтировать достаточно высоко, чтобы не было контакта с радиаторами отопления.

С гидрораспределением

Система такого типа продается практически для каждой модели котла. За счет них можно предусмотреть беспрерывную и стабильную подачу электроэнергии. Чтобы вся обдуманная система работала правильно и налажено, стоит правильно и четко предусмотреть источник стабильного и полноценного питания.

Возможно реализовать такой принцип: установленный бойлер послужит лишь специальной емкостью, которая по максимуму стабилизирует температуру достаточно большого и необходимого для комфорта в помещении объема воды. В этом есть смысл в том случае, когда надо сразу давать питание на несколько контуров частного отопления.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу такого типа также нашла широкое применение у современных пользователей и застройщиков.

Какую именно схему подключения теплоаккумулятора выбрать зависит исключительно от индивидуальных потребностей владельца дома и проживающих там. Тут надо взвесить все преимущества и недостатки, а также учесть множество факторов, которые могут значительно повлиять на окончательный выбор.

Достаточно многое зависит от площади, которая будет отапливаться с помощью твердотопливного котла; используемых элементов и агрегатов всей установки; рассчитанного количества контуров, которые будут сделаны в обвязке; наличия продуманной системы горячего стабильного водоснабжения всего помещения.

Правильно организовать схему подключения является непростой задачей, которая требует к себе повышенной концентрации и правильного подхода. Если нет уверенности в своих знаниях, лучше доверить процесс опытным и квалифицированным специалистам.

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

  • Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

    • Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

    Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

    Расчет буферной емкости для котла

    Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

    Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

    Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25—50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома. Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

    Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

    Величина отдаваемого теплапри разности температур в 40 ⁰С, кВт/ч
    20
    30
    45
    58
    85
    115
    170
    210

    Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

    Рекомендации по выбору

    На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного пространства в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости нужно будет предусмотреть устройство фундамента, поскольку на обычные полы оборудование со значительной массой ставить нельзя. Если по расчету требуется бак объемом 1 м3, а пространства для его установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0.5 м3, расположив их в разных местах.

    Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

    Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, когда котел не имеет собственного контура подогрева воды, есть возможность приобрести тепловой аккумулятор с таким контуром. Немаловажное значение имеет и величина рабочего давления в системе отопления, которая в жилых домах традиционно не должна превышать 3 Бар. В отдельных случаях давление достигает 4 Бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать специального исполнения, — с торосферической крышкой.

    Некоторые заводские аккумуляторы горячей воды укомплектованы электрическим ТЭНом, устанавливаемым в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, верхняя зона емкости будет подогреваться. Будет действовать подача ГВС на хозяйственные нужды.

    Простая схема включения с подмешиванием

    Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

    При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

    Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

    Схема с гидравлическим разделением

    Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

    Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

    • циркуляционный насос;
    • трехходовой термостатический клапан;
    • обратный клапан;
    • грязевик;
    • шаровые краны;
    • приборы контроля температуры.

    Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

    Преимущества и недостатки

    Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

    • Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
    • Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
    • Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
    • Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

    Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

    Популярное на сайте:

    Правильная схема отопления с теплоаккумулятором

    Многие хозяева часто сталкиваются с вопросом касательно того, что такое тепловой аккумулятор, используемый в отопительной системе, и как он функционирует. Об устройстве этих механизмов, а также о том, как должно проходить подключение теплоаккумулятора к котлу, далее и пойдет речь.

    Функциональные особенности теплоаккумулятора

    Аккумуляторный отопительный бак внешне представляет собой высокую емкость цилиндрической или квадратной формы, оснащенную несколькими патрубками, расположенными на разном уровне. Объем такого резервуара может составлять от 20 до 3000 литров, однако наиболее распространенными образцами являются модели от 0,3 до 2 м³.

    Функциональность такого оборудования является действительно высокой и отличается следующими признаками:

    • конструкция может быть оснащена большим числом патрубков (от четырех до нескольких десятков). Влияет на это, в первую очередь, то, какой конфигурацией обладает система отопления с теплоаккумулятором, а также то, сколько контуров в ней имеется;
    • это оборудование можно оснастить теплоизоляцией, которой может выступать такие традиционные материалы, как минеральная вата или вспененный полиуретан. При этом правильнее будет изолировать бак даже в том случае, если он располагается в отапливаемом помещении, поскольку это позволит избежать непредвиденных потерь тепла;
    • материалом для изготовления стенок теплового аккумулятора своими руками могут послужить такие элементы, как черная или нержавеющая сталь. Второй материал обеспечит оборудованию более долгий срок службы, однако приобрести его будет дороже;
    • существует возможность разделения конструкции бака на сообщающиеся сегменты, отделенные друг от друга расположенными горизонтально перегородками. Данная мера позволяет теплоносителю иметь примерно одинаковую температуру в той или иной части механизма;
    • бак может быть оснащен особыми фланцами, предназначенными для установки ТЭНов (трубчатых электронагревателей). Их использование может допускать возможность того, что весь аппарат будет функционировать по принципу электрического котла;
    • в том случае, если оборудуется теплоаккумулятор с теплообменником, емкость аккумулятора может выполнять функцию приготовления горячей воды, пригодной дл питья. При этом теплообменник в этом случае может быть как обычным проточным пластинчатым, так и накопительным баком внутри резервуара. Так или иначе, расчет теплоаккумулятора для отопления не предусматривает большие затраты на нагрев воды для этих целей;
    • снизу агрегата может находиться еще один теплообменник, предназначенный для установки коллектора солнечного тепла. Монтируется он внизу системы потому, что эффективную теплоотдачу можно обеспечить даже при условии, если производительность коллектора будет невысокой, к примеру, в вечернее время. Читайте также: «Солнечная батарея для нагрева воды своими руками «.


    Использование теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов

    Для котлов такого типа схема отопления с теплоаккумулятором предусматривает такой режим работы, при котором топливо сможет по возможности сгорать без какого-либо остатка, а мощность оборудования, равно как и его КПД, будут максимальными. Для того чтобы отрегулировать мощность оборудования, можно ограничить подачу воздуха к камере сгорания.

    Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу предусматривает такую систему, при которой:

    • тепло, производимое работающим при максимальной мощности котлом, направляется непосредственно к резервуару с водой для ее нагрева;
    • по окончании полного сгорания топлива теплоноситель не прекращает циркулировать по системе от бака накопления до радиаторов, постепенно забирая у него тепловую энергию. Читайте также: «Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления «.

    Как результат, растапливать котел придется гораздо реже, что позволит сэкономить значительную часть времени и физических сил.

    Тепловой аккумулятор для электрокотла

    Самодельный теплоаккумулятор отопления, используемый вместе с котлом, работающим от электричества, также может обеспечить некоторую выгоду, несмотря на то, что большинство современных электрокотлов не требует тщательного ухода и прекрасно функционируют без чьего-либо вмешательства. Читайте также: «Самодельный пиролизный коте л».

    Особую пользу такая система будет нести при условии ночного тарифа. Так, в темное время суток стоимость на электроэнергию может быть значительно меньшей по сравнению с дневной ценой на киловатт-часы.
    Поэтому функционирование аккумулятора отопления проходит по следующей схеме:

    1. В ночное время автоматизированный котел самостоятельно включается в нужное время, при этом нагревая аккумулятор отопления до температуры, равной 90°.
    2. Днем все полученное тепло расходуется на обогрев жилища. При этом регулировать расход воды можно, настроив желаемым образом производительность насоса циркуляции.


    Системы многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами

    Еще одно неоспоримое достоинство бака накопления – это потенциальная возможность эксплуатировать его как гидрострелку.

    Подобная функция является очень нужной, так как ввиду того, что корпус бака оснащен как минимум четырьмя патрубками, появляется возможность отбирать теплоноситель с нужной температурой на том или ином уровне накопительного бака. Это даст возможность оборудовать качественный контур с высокой температурой, оборудованный радиаторами, а также отопление с низкими температурами, как, например, в теплом полу.

    Однако не стоит забывать и о насосах, имеющих схемы контроля нагрева, поскольку температура на разных уровнях накопительного резервуара в разное время суток, как известно, отличается.
    При этом функция патрубков не сводится исключительно к отводам для отопительных контуров. Сразу несколько систем котлов, оборудованных по разному типу, можно подключить к одному аккумулятору отопления.

    Правила установки и расчет

    Принцип подключения теплоаккумулятора является таким же, как и у гидрострелки, а основное отличие заключается только в теплоизоляции и объеме. Эти механизмы нужно монтировать между двумя трубопроводами, идущими от котла – обратным и подающим. Подающий элемент подключается к верхней части резервуара, в то время как обратный – к нижней.

    Для того чтобы рассчитать тепловую емкость устройства, можно воспользоваться следующей формулой: Q = mc (T2-T1). В данном случае Q – это количество накопленного тепла, m – масса, которой обладает вода в емкости, c – показатель удельной теплоемкости, измеряемый в Дж/(кг*К) и равный 4200, а Т2 и Т1 – исходный и конечный параметр температуры воды.
    Пример использования теплоаккумулятора в схеме отопления:

    Данная формула позволит правильно рассчитать то, какую тепловую емкость должен иметь теплоаккумулятор для котлов отопления. При возникновении вопросов относительно создания и монтажа теплоаккумуляторов, а также во избежание неполадок во время дальнейшей эксплуатации всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, в наличии у которых всегда имеются фото вариантов оборудования, а также подробные видео по их правильной установке.

    Оставляйте отзывы:

    Источники: http://prokommunikacii.ru/otoplenie/kotelnaya/sxema-podklyucheniya-teploakkumulyatora-k-tverdotoplivnomu-kotlu.html, http://openstroi.ru/otoplenie/kotly/kak-vybrat-i-podklyuchit-teploakkumulyator-dlya-kotla. html, http://teplospec.com/montazh-remont/pravilnaya-skhema-otopleniya-s-teploakkumulyatorom.html

    Схема отопления с теплоаккумулятором — Система отопления

    На этой странице мы попытаемся выбрать для своего дома нужные компоненты монтажа. Схема обогревания насчитывает, радиаторы терморегуляторы, крепежную систему, расширительный бачок, провода или трубы, автоматические развоздушиватели, фиттинги, механизм управления тепла, циркуляционные насосы котел отопления. Система отопления квартиры имеет определенные части. Любой элемент роль. Поэтому соответствие всех частей конструкции нужно планировать обдуманно.

    Схема отопления с теплоаккумулятором

    Схема подключения теплоаккумулятора зависит от теплового и гидравлического режима источника и потребителя тепла, а так же от количества источников и потребителей.

    Схема с прямым подключением теплоаккумулятора к контуру источника и потребителя, применяется если:

    • Требования к качеству теплоносителя в контуре источника и потребителя тепла одинаковые.
    • Рабочее давление у потребителя тепла (на всех режимах) не превышает максимально допустимого давления для источника тепла и самого теплоаккумулятора.
    • Температура теплоносителя в теплоаккумуляторе на всех режимах, соответствует необходимой температуре для потребителя.

    Данная схема используется в небольших системах отопления частных домов с количественным регулированием на отопительных приборах. При этом на выходе источника тепла, а соответственно и в теплоаккумуляторе, поддерживается постоянная температура.

    Если тепловой режим потребителя предполагает качественное регулирование с различной температурой поступающего теплоносителя в зависимости от времени суток или температуры наружного воздуха, данную схему дополняют узлом смешения.

    Схема подключения потребителя к теплоаккумулятору с узлом смешения. используется если:

    • Требования к качеству теплоносителя в контуре источника и потребителя тепла одинаковые.
    • Температура теплоносителя на выходе из источника тепла на каком либо из режимов превышает, температуру необходимую для потребителя.
    • Рабочее давление у потребителя тепла (на всех режимах) не превышает максимально допустимого давления для источника тепла и самого теплоаккумулятора.

    Данная схема получила применение системах отопления с качественным регулированием при котором температура теплоносителя поступающего в систему отопления зависит от температуры наружного воздуха, времени суток, дня недели или от температуры в воздуха в контрольном помещении.

    Трёхходовой клапан, установленный в контуре системы отопления, к горячему теплоносителю отбираемому из верхней части теплоаккумулятора подмешивает теплоноситель из обратного трубопровода, в пропорции необходимой для получения заданной температуры смеси подаваемой в систему отопления.

    Возможность поддерживать максимально высокую температуру воды в теплоаккумуляторе является одним из преимуществ данной схемы, так как позволяет увеличить его аккумулирующую способность.

    Если рабочее давление у потребителя тепла превышает рабочее давление для теплоаккумулятора или источника, применяют независимое подключение потребителя (через теплообменный аппарат).

    Если рабочее давление в контуре источника тепла превышает допустимое давление для теплоаккумулятора или системы отопления, применяют схему с теплообменным аппаратом в контуре источника.

    Схема подключения теплоаккумулятора со встроенным теплообменником. применяется если:

    • Рабочее давление в контуре источника тепла превышает допустимое давление для системы отопления.
    • Различные требования к качеству теплоносителя в контуре источника и потребителя тепла.

    Если площадь поверхности теплообменных аппаратов встроенных в теплоаккумуляторы недостаточна для нагрева необходимого объёма воды за заданное время, применяют схемы с внешним теплообменником и загрузочным насосом.

    Схема подключения теплоаккумулятора с внешним теплообменником и загрузочным насосом, применяется если.

    • Серийно встраиваемые теплообменные аппараты не обеспечивают нагрева бака за заданное время.
    • Давление теплоносителя в контуре источника тепла превышает допустимое давление для потребителя или теплоаккумулятора.
    • Различные требования к качеству теплоносителя в контуре потребителя и источника тепла.

    Теплоаккумуляторы со встроенным баком. применяются для подключения систем горячего водоснабжения с непродолжительным, но высоким пиковым расходом воды.

    Такие теплоаккумуляторы отличаются тем, что могут кратковременно, обеспечить высокую пиковую потребность в горячей воде, но после заполнения встроенного бака холодной водой её повторный нагрев займёт длительное время.

    В системах с потребностью в высокой длительной мощности нагрева устанавливают теплоаккумуляторы со встроенным или внешним теплообменным аппаратом системы горячего водоснабжения.

    Схема подключения теплоаккумулятора со встроенным теплообменником системы горячего водоснабжения. применяется при необходимости в высокой длительной мощности подогрева горячей воды.

    Тепловые аккумуляторы со встроенным теплообменником системы ГВС обеспечивают высокую длительную мощность, но не могут покрыть пиковых нагрузок за её пределами.

    Если заданная длительная мощность подогрева воды не обеспечивается серийно устанавливаемыми теплообменными аппаратами, применяют теплоаккумулятор с внешним теплообменником и загрузочным насосом.

    Бивалентная схема подключения теплоаккумулятора с солнечным коллектором. Солнечный коллектор подключают к теплоаккумулятору через встроенный теплообменный аппарат в нижней части бака. При этом предполагается работа в режиме максимально возможного нагрева бака солнечной энергией а, при необходимости догрева за счёт второго источника.

    В данной схеме дополнительным источником может быть газовый, твердотопливный или электрический котёл.

    Подключение потребителя через теплоаккумулятор от нескольких источников тепла. К применению в современных системах нескольких источников тепла принуждает, различная стоимость единицы тепловой энергии полученная от каждого из них.

    Тепло полученное от солнца имеет минимальную стоимость, но оно есть не всегда и пики его поступления, как правило, не совпадают с пиками потребления.

    Тепло полученное от теплового насоса обходится несколько дороже солнечного и его можно получить всегда, но чтобы покрыть за счёт него всю тепловую мощность потребителя необходимы существенные капитальные затраты, поэтому мощность теплового насоса, обычно ниже потребной мощности системы.

    Тепло полученное от газового, электрического или твердотопливного котла — самое дорогое, поэтому его используют только для догрева при недостаточной мощности первых двух источников.

    Тепловой аккумулятор позволяет накопить тепловую энергию от нескольких источников и использовать её одним или несколькими потребителями. Низкотемпературные источники такие как, тепловой насос и солнечный коллектор присоединяют к нижней части бака, а высокотемпературные, такие как твердотопливный газовый или электрический котёл к верхней.

    * Пояснения условных графических обозначений на схемах

    Источник: http://www.ktto.com.ua/skhema/bat

    Схема отопления с теплоаккумулятором

    Преимущества работы твердотопливного котла в системе отопления частного дома с буферной емкостью, в качестве аккумулятора тепла, описаны в предыдущей статье “Котел отопительный твердотопливный с аккумулятором тепла” .

    В бак теплоаккумулятора часто встраивают электронагреватель, который является резервным источником тепла. Электроэнергию удобно использовать в межсезонье; для подогрева воды ночью, когда стоимость электроэнергии и нагрузка на сеть минимальны; при длительных перерывах между топками котла.

    Система отопления, представленная на рисунке, является закрытой. Из-за отсутствия соединения с атмосферой, теплоноситель в системе находится под давлением, выше атмосферного. Тепловое расширение воды при нагревании компенсируется мембранным баком, поз.7.

    Твердотопливный котел для работы в закрытой системе должен быть специального исполнения — рассчитан на работу при повышенном давлении.

    Часто первичный контур системы отопления – котел и бак теплоаккумулятора, делают открытым (соединенным с атмосферой) . Работа котла и бака под атмосферным давлением снижает требования к их изготовлению и удешевляет это дорогостоящее оборудование.

    Однако, в малоэтажных домах, давление воды в самотечной (гравитационной) системе, как правило, не достаточно для нормального функционирования теплых полов и радиаторов.

    Поэтому вторичный контур системы отопления — трехходовой смесительный клапан (поз.13), циркуляционный насос (поз.12), радиатор отопления (поз.13), делают закрытым , присоединяя его к теплообменнику, расположенному внутри бака аккумулятора тепла.

    Рассмотрим еще одну схему отопления частного дома твердотопливным котлом . которую предлагает один из российских производителей буферных емкостей — аккумуляторов тепла. С подробным описанием конструкции буферного бака можно познакомиться здесь.

    Источник: http://domekonom.su/2013/02/chema-tverdotoplivnyi-kotel-teploakkumuljator.html

    Схема отопления с теплоаккумулятором

    Тепловые аккумуляторы из черной стали серии ВТА используются в сочетании с различными источниками теплоснабжения (котлы — твердотопливные, газовые, электрические; солнечные коллекторы; тепловые насосы) для аккумулирования тепла и его использования на нужды отопления и ГВС. Конструкция теплоаккумуляторов серии ВТА предусматривает наличие теплообменника из нержавеющей и черной стали, а также фланца и возможность установки ТЭНов .

    Теплообменник из нержавеющей стали, который используется в моделях ВТА −1, ВТА −2, конструктивно расположен в верхней части бака и предназначен для приготовление воды для ГВС.

    Теплообменник из черной стали используется в моделях ВТА −1, ВТА −3, конструктивно расположен в нижней части бака. Данный теплообменник используется с солнечными коллекторами или низкотемпературными системами нагрева.

    Уникальностью ВТА −1 — СОЛАР ПЛЮС является увеличенный теплообменник из нержавеющей стали, часть которого расположена непосредственно в теплообменнике из черной стали. За счет такого расположения повышается производительность теплообменника для ГВС.

    Отсутствие теплообменников в модели ВТА −4 и ВТА −4 — ЭКОНОМ делает их идеальными для использования с твердотопливными котлами. Теплоноситель, который нагревается котлом, будет аккумулироваться в теплоаккумуляторе и в дальнейшем использоваться для отопления. Отличительной чертой ВТА −4 — ЭКОНОМ является упрощенная конструкция за счет минимизации количества присоединительных патрубков и отсутствии фланца, что уменьшает стоимость изделия.

    Источник: http://www.teplobak.com.ua/ru/about/chernaya_stal

    Так же интересуются
    16 января 2022 года

    Простое подключение буферной емкости и эл котла по ночному тарифу

    Схем обвязки теплоаккумулятора и эл котла для реализации ночного тарифа существует множество. У всех есть свои достоинства и свои недостатки. Причем от последних не избавлена ни одна. Обычно это, или слишком сложная по гидравлике схема с использованием, большого количества оборудования, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение стоимости, или схемы попроще, но не умеющие исключать буферную емкость из работы, когда работать она не должна. Такие простые схемы не позволяют быстро переключаться с работы на теплоаккумуляторе, на прямую работу с системой отопления. Ниже я привожу мои рассуждения о том, как должна выглядеть подобная обвязка. В ней я попробовал предложить, как простоту схемы и ее относительно невысокую стоимость, так и функционал и простоту управления. Всем, кто примет участие в обсуждении и внесет предложения по улучшению этой схемы, моя особая благодарность. В любом случае это будет интересно всем.

    Итак!

    Начнем с объема теплоаккумулятора

    Предположим, что мы хотим запасать тепло на весь период действия дневного тарифа, чтобы совсем не включать наш электрокотел днем. Допустим, что теплопотери нашего, хорошо утепленного дома, составляют 6 квт при самой холодной пятидневке (-28 для Москвы. Для других регионов и домов потребуются свои расчеты) это дом площадью до 150-170 кв.м. Тогда, за период действия дневного тарифа 16 часов нам понадобится 16*6=96 кВт.ч энергии.

    Для того чтобы мы могли запасти такое количество энергии нам потребуется буферная емкость объемом 2200-2400 литров.

    Берем дельту 40 градусов (80°С максимальная температура котла и 40°С минимальная температура, подаваемая с систему отопления)

    Теплоемкость воды 4,19Дж/гр. град

    Коэффициент пересчета джоулей в ваттчасы 0,278

    2200*4,19*40*0,278=102,5кВт.ч. сможем запасти в объеме 2200 литров.

    Из этого числа вычтем неравномерный прогрев теплоаккумулятора по высоте 5% 102- 5%= 97

    Итого получаем 97 киловатт часов энергии. Ровно столько сколько нам нужно

    Ну а дальше все просто. Общая мощность нагревателя для загрузки буферной емкости 96кВт.ч /8 часов ночного тарифа получаем 12 кВт плюс к этому 6 кВт на сквозное отопление дома в ночное время. Итого 12+6=18кВт.

    Откуда нам лучше взять такую мощность? Напрашивается ответ «конечно от электрокотла»! Не спешите. Загрузка буферной емкости — это операция одного режима! Что это значит? Это значит, что нам не нужны никакие функции, имеющиеся в электрокотле, за которые мы должны платить деньги. Зарядка теплоаккумулятора всегда производится на максимально возможной мощности и температуре, чтобы успеть зарядить ее, не выходя за временные рамки ночного тарифа. С этой задачей успешно справляются обычные тэны. Мы можем использовать один тэн мощностью 18 квт, или, что дешевле и проще три тэна по 6кВт смонтированных непосредственно в буферную емкость, благо резьбы для подключения в буферной емкости присутствуют, обычно, в избытке.

    Далее. Нам потребуется циркуляция теплоносителя внутри буферной емкости для того, чтобы мы не получили прогрев только верхней ее части. Поэтому на стороне загрузки устанавливаем насос.

    Со стороны системы отопления (СО) устанавливаем трехходовой смесительный клапан, управляемый термостатически или через контроллер погодозависимой автоматики (ПЗА). Трехходовой клапан, отсекающий буферную емкость, в периоды, когда она не нужна и электрокотел.

    Электрокотел (самый простой или опять же тэн, смонтированный в гильзе) для компенсации недостатка запасенного тепла, если окажется, что его не хватило на время действия дневного тарифа. Отдельный электрокотел нужен для того чтобы не заряжать днем попутно и буферную емкость.

    Как все это управляется:

    Насос загрузки и три тэна получают разрешение на работу от таймера, настроенного на ночной тариф (23ч- 7ч), и от термостата полной загрузки емкости (установлен в нижней части и настроен в зависимости от высоты установки на температуру от 60 до 70 градусов)

    Насос системы отопления работает всегда.

    Отсечной клапан перекрывает циркуляцию через буферную емкость по команде термостата при снижении температуры в верхней части (раздающей) ниже 40 градусов. После перекрытия циркуляция осуществляется по малому кругу.

    Этот же термостат дает разрешение электрокотлу на стороне системы отопления на включение, но это не значит, что котел начинает работу по команде этого термостата. По его команде только перекрывается циркуляция через теплоаккумулятор и дается разрешение на включение электрокотла. Но включится он только по команде комнатного термостата, фиксирующего снижение температуры в отсутствии подачи тепла от буферной емкости.

    Все просто. На схеме показано релейное управление, при желании этой задачей можно нагрузить какой-нибудь самодельный контроллер на базе недорого решения, например, от Ардуино.

    Подключение, монтаж, установка и обвязка твердотопливного котла

    Подключение котла (монтаж-обвязка-установка) – это НЕ следующий этап после покупки твердотопливного котла, важно решить вопрос кто и как его будет устанавливать, определите заранее, а НЕ купить твердотопливный котел без установки, в Минске особенно. Ведь купив ещё можно криво установить, и в чём тогда смысл котла твердом топливе, следует подойти со всей серьезностью и ответственностью. Обвязка твердотопливного котла требует специфических знаний, умений и навыков. Самостоятельно обвязать твердотопливный котел вряд ли удастся. Да и опасная это затея. Итак, если вы все-таки решили доверить подключение твердотопливного котла специалисту, то наш совет: постарайтесь вникнуть в этот процесс и как минимум постарайтесь сами разобраться в нюансах установки котла (вам же в дальнейшем им пользоваться много лет и эксплуатировать систему отопления, кстати котёл на дровахнаиболее часто используется и имеет больше нюансов по обвязке).

    Обвязка — комплекс работ по подключению оборудования к инженерной системе (обвязка котла). Бывают обвязки: страховочные спортивные и для промышленного альпинизма, обвязка фундамента досками.

    Постараемся перечислить некоторые нюансы при подключении твердотопливного котла. Монтаж котлов отопления начинается с подготовки пола и вывода дыма:

    • подготовка основания для установки твердотопливного котла – оно должно быть строго горизонтальным. Т.к. твердотопливный котел имеет не маленький вес, то стяжка пола, залитая под него должна быть 7-10 см. Размеры основания должны соответствовать размерам котла, увеличенным на 10%.
    • также любой отопительный котел (кроме электрического) требует подключить дымоход. Он может быть как внутри помещения (не утепленный) и выходить вертикально через крышу, так и изначально выходить горизонтально через стену и подниматься вдоль стены дома выше конька (утепленный). Любой дымоход необходимо ежегодно чистить и следить за его состоянием.

    Как правильно обвязать твердотопливный котел

    Обвязка котла твердотопливноготребует обеспечения определенных мер безопасности системы отопления:

    • установка аварийного клапана (или группа безопасности котла). В случае поднятия давления в системе отопления, произойдет аварийный сброс теплоносителя в канализацию. И это предотвратит взрыв котла.
    • монтаж охлаждающего контура на твердотопливном котле убережет вас от взрыва котла, а также от необходимости подпитки системы отопления в случае описанном выше.
    • подключение источника бесперебойного питания ИБП к котлу и насосам, позволит исправно работать системе отопления даже при отключении электроэнергии, о чём мы часто слышим в новостях по множеству населённых пунктов Беларуси.
    • подключение твердотопливного котла по пожарным нормам необходимо производить только металлической трубой (черный металл, оцинкованная, нержавеющая или углеродистая сталь), любой вариант подойдет. Что касается диаметров, то чаще всего котлы мощностью до 30 кВт мы подключаем трубой 1 1/4″, котлы мощностью до 50 кВт – 1 1/2″, и котлы до 100 кВт – 2″ или 2 1/2″.
    • в схеме подключения твердотопливного котла и соответственно при обвязке твердотопливного котланеобходимо предусмотреть расширительный бак открытого или закрытого типа (в зависимости от системы отопления). Объем расширительного бака рассчитывается по простой формуле:

      V бака = V системы : 10

      Схема подключения твердотопливного котла требует устанавливать расширительный бак на обратной линии. Это продлит срок службы мембраны бака.

    • подключать котел на твердом топливе (мощностью до 70-80 квт) желательно не с помощью сварочных работ, а на резьбовых соединениях. В дальнейшем это упростит обслуживание всей системы, а также без проблем позволит заменить любой, вышедший из строя, узел.
    • схема подключения твердотопливного котла подразумевает наличие термостатического смесительного клапана (для стальных котлов — это защита от излишнего конденсата, а для чугунных — защита от холодной обратки, под влиянием которой может лопнуть секция котла).

    Это только некоторые нюансы, на соблюдение которых, при подключении твердотопливного котла, необходимо обратить пристальное внимание. Безопасность системы отопления дома – это первое, с чего начинается проектирование отопления.

    Схемы подключения котла для общего представления

    Разберём обвязку на схемах. Простая обвязка котла включает:

    • циркуляционный насос (1) для обеспечения движения теплоносителя (воды) в трубах и оборудовании системы отопления,
    • расширительный бак (2) забирает из системы излишнюю воду (теплоноситель) при её нагревании и отдаёт обратно в систему,
    • группа безопасности котла (3) с предохранительным клапаном при закипании котла выбрасывает лишнюю воду в канализацию.

    Далее идут системы безопасности людей и самого котла. Защищаем теплообменник котла от попадания на него излишне холодной воды, что выводит его из строя раньше времени. Ставим 3-х ходовой термостатический смесительный клапан(8) – если с обратки от радиаторов отопления пойдёт холодная, более чем полезно теплообменнику котла, клапан включит подмес горячей воды.

    Теперь защищаем людей от взрыва и ожогов. Особенностью обвязки твердотопливного котла является: горение твердого топлива в котле полностью не поддаётся контролю как у газовых и электро котлов. Поэтому обязательно для обвязки системы отопления с твердотопливным котлом не допустить излишнего перегрева воды до 95 град. в трубах и радиаторах отопления до опасной для прикосновения человека температуры. И для этого существует 3 отдельных способа охлаждения воды к радиаторам отопления, которые можно использовать и одновременно.

    Вариант 1: Смесительный клапан (7) по мере необходимости добавляет в трубу к радиаторам отопления более прохладную воду из обратки воды от радиаторов отопления. Выглядит достаточно просто.

    Вариант 2: 4-х ходовой клапан аварийного охлаждения теплообменника (4) с выносным датчиком при перегреве до 95 град. через обратку запустит в котёл холодную воду из водопровода, а из котла перегретую воду выбросит в канализацию. Так как такое возможно при отключении электричества в доме. Останавливается насос котла, но и насос в скважине. Поэтому холодная вода для охлаждения котла берется из гидроаккумулятора водопровода и её может не хватить: устанавливаем дополнительный гидроаккумулятор (5) с обратным клапаном (6) для отключения его от водопровода.

    Вариант 3: Аварийный гравитационный контурс обратным клапаном (9) – схема показывает его вариантом, однако контур требует специфики, определенного низкого давления и температуры, может содержать в себе радиатор отопления для этих целей.

    Вариант 4: Использовать несколько метода одновременно.

    Подключение котла на фото

    Номерами на фото обозначено оборудование в системе отопления твердотопливного котла из выше приведённых схем.

    Обвязка твердотопливного котла

    Схема подключения твердотопливного котла

    Обвязка твердотопливного котла с подключением к закрытому контуру системы отопления содержат обязательно группу безопасности котла, расширительный бак и циркуляционный насос. Котлы на твердом топливе не имеют ряда функций безопасности, по этому обвязка твердотопливного котла должна включать указанные системы безопасности дополнительно. Безопасное подключение котла – это безопасность жизни и здоровья домочадцев и обязано обеспечивать минимальную рабочую температуру теплоносителя на входе в котел на уровне не менее 60°C. Теплообменник не должен быть подвержен большим тепловым перепадам – это предотвратит нежелательные деформации металла и образования дегтя и сажи в вашем котле. Обеспечивает данное условие монтаж смесительного узла. Он будет поддерживать необходимую температуру теплоносителя на входе в твердотопливный котел.

    Монтаж твердотопливных котлов и обвязка твердотопливного котла — должна проводится исключительно специалистами. Установка котла на твердом топливе самостоятельно своими руками чрезвычайно опасна, тем более такая установка котла скорее всего не будет принята пожарниками. Данный материал как подключить котел на твердом топливе имеют целью познакомить вас с темой, чтобы ваш выбор и контроль специалистов по монтажу был более грамотным.

    Фото монтаж отопления – Минск обл., г. Дзержинск

    Монтаж отопления: Минск – прорисовка схемы, Дзержинск – обвязка котла на месте, монтаж дымохода. Да, начинаем с прорисовки карандашом схемы будущей системы отопления дома с реальным отопительным оборудованием: твердотопливный котел SAS 58 кВт, буферная емкость / теплоаккумулятор S-Tank 2000 л, расширительный бак 300 л, циркуляционный насос грундфос 32-60. Кстати, как и всё, клиент выбирал дымоходы на Дом котлов бай.

    Установка котла отопления на твердом топливе на фото проведена Дом котлов бай, Минск.

    Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором (буферной емкостью) на видео

    На видео Сергей Николаевич, главный инженер Дома котлов, Минск, начинает подключение твердотопливного котла пеллетного с теплоаккумулятором с простых истин.

    Установка твердотопливного котла, монтаж твердотопливного котла, обвязка твердотопливного котла пеллетного с теплоаккумулятором, ответы на вопрос какой котел лучше и какое отопительное оборудование купить— всем этим темам посвящен весь наш сайт интернет-магазина Дом котлов бай, Минск.

    Автор: Юрий Бедулин

    24.01.2019

    domkotlov.by

    Вы уже заметили, что мы симпатизирует котлам Альтеп? Это действительно так! Нам нравится их размеры, толщина стали, размер топки, конструкция теплообменника с длинными дымовыми ходами… Цена у котлов Альтеп адекватная, что не мало важно в наше время. Котел, на фото, отапливает складские помещения под Минском с 2018года. Это был пробный вариант для клиента. Ранее свои склады они отапливали котлами Атмос. В 2019м году клиент заказал ещё один котел для отопления нового склада. По отзывам клиента -работа этого котла понравилась заказчику больше.

    См.: Твердотопливный котел ALTEP Duo UNI Plus 75 Подключение, монтаж, установка и обвязка твердотопливного котла

    Пеллетные котлы на пике популярности. Одним из самых востребованных производителей-это белорусский Tis. Можно по праву гордиться тем, что белорусские умы и руки сделали такой достойный котел.и это не просто слова продавцов, но и отзыв монтажников и многих пользователей. Перед отопительным сезоном эти котлы на пеллетах разлетаются как пирожки. Ежегодно перед отопительным сезоном образовывается очередь из желающих даже по 100%ной предоплате получить котел. Но приходится ожидать от 4 до 6 недель.

    См.: Котел TIS DUO new Pellet 95 (тис дуо пелет) Котлы TIS (ТИС) — отзывы Установка, монтаж пеллетного котла

    Эта подборка фото с объекта под Бобруйском. Заказчики обратились в начале 2020года за помощью в подборе твердотопливного котла для дачного домика. После обсуждения хотелок подготовили коммерческое предложение на рассмотрение. КП составили из частей: водоснабжение, канализация, этап радиаторов, этап теплого пола и топочной. Также этапами клиент и заказывал исполнение работ. В топочной смонтировано оборудование: котел SAS UWT 17 с автоматикой, теплоаккумулятор С-Танк, бойлер косвенного нагрева Электромет в настенном исполнении. За работу системы отопления отвечают насосные группы Барбери. Для поддержания положительной температуры в моменты отсутствия хозяева дома, смонтирован электрокотел Эван. На наш взгляд, топочная получилась очень хорошо. Помимо функциональности присутствует и эстетика.

    См.: Твердотопливный стальной котел SAS UWT (с автоматикой) 17 кВт Теплоаккумулятор S-Tank AT Prestige 500л

    Твердотопливные котлы-это наша разделенная любовь. Вот нравится нам и продавать и монтировать именно твердачи. Мы работаем с многими производителями котлов на твердом топливе. Но есть любимчики, в том числе и украинский Альтеп. Наши монтажники ласково называют его Альтепчиком (мимишненько, не для бруталов). Есть у этого производителя и уникальный котел для белорусского рынка с верхним выходом дымохода. Для домов, в которых идёт реконструкция и замена старых на новые котлов-это идеальный вариант. Он не занимает много места, имеет верхнее подключение, сделан из 5мм стали и снабжён автоматикой.

    См.: Твердотопливный котел ALTEP Classic Plus 16 Монтаж твердотопливных котлов Монтаж дымоходов утепленных

    Объект смонтированный в феврале 2021. От клиента поступил вопрос — войдёт ли все оборудование в маленькую топочную и так чтобы все узлы обвязки были доступны для обслуживания. Мы долго думали, вертели и так с сяк… И сказали, что впихнем. Но с монтажом этой сложной котельной справится только монтажник-виртуоз Владимир Трухан. На том и порешили, что делаем смету для согласования. Когда смета была готова, клиент сказал привычное возражение «ДОРОГО». Пришлось пересчитывать смету под «сварку». Вышло дешевле и мы ударили с клиентом по рукам. Владимир смонтировал эту котельную за 4 дня. Результат, считаем, что очень хорош!

    См.: ПЛОСКИЙ ТЕПЛОАККУМУЛЯТОР ALTEP 800 л Стальной твердотопливный котел TIS UNI 15 Обвязка буферной емкости (монтаж теплоаккумулятора)

    Здесь на сайте нашего интернет-магазина Дом котлов Минск можно выбрать и купить отопительные котлы газовые, твердотопливный или электрический, а также различное отопительное оборудование — бойлер, водонагреватель, теплоаккумулятор, буферная емкость, радиаторы отопления, дымоходы, трубы, гребенка и теплый пол — см. наш интернет-магазин в Беларуси «Котлы и отопление дома» цена и наличие. Мы выполним по вашему заказу необходимые работы — см. Монтаж отопления, обвязка котла, установка отопительного оборудования в Минске и по Беларуси, в том числе «под ключ».

    Вам ведь нужны «дыры, а не дрель» – конечное качественное решение систем отопления дома?

    С нами наши клиенты комфортно претворяют мудрость «доверяй и проверяй» – без «но». Те исполнители вашего замысла, кто разделяет ваши заботы и волнения в столь глобальном вопросе отопления дома – создают условия, чтобы Вы комфортно контролировали все шаги и детали, чтобы вам не приходилось доверять во всём, а доверие приростало с каждым этапом.

    Доверить отопление дома Вы можете нам – у нас есть опыт и рекомендации наших клиентов. И мы уже с вами – сейчас – в момент поиска информации. Ведь для этого Вашего шага мы и сделали этот сайт, написали для Вас эти статьи из своего опыта.

    Сделайте и следующий шаг в монтаже отопления с нами – позвоните или напишите нам.

    Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

    Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

    Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

    Расчет буферной емкости для котла

    Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

    Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25-50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома . Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

    Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

    Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

    На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного пространства в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости нужно будет предусмотреть устройство фундамента, поскольку на обычные полы оборудование со значительной массой ставить нельзя. Если по расчету требуется бак объемом 1 м 3 , а пространства для его установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0.5 м 3 , расположив их в разных местах.

    Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

    Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, когда котел не имеет собственного контура подогрева воды, есть возможность приобрести тепловой аккумулятор с таким контуром. Немаловажное значение имеет и величина рабочего давления в системе отопления, которая в жилых домах традиционно не должна превышать 3 Бар. В отдельных случаях давление достигает 4 Бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать специального исполнения, — с торосферической крышкой.

    Некоторые заводские аккумуляторы горячей воды укомплектованы электрическим ТЭНом, устанавливаемым в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, верхняя зона емкости будет подогреваться. Будет действовать подача ГВС на хозяйственные нужды.

    Простая схема включения с подмешиванием

    Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

    При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

    Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

    Схема с гидравлическим разделением

    Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

    Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

    Элементы блока:

    • циркуляционный насос;
    • трехходовой термостатический клапан;
    • обратный клапан;
    • грязевик;
    • шаровые краны;
    • приборы контроля температуры.

    Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

    Преимущества и недостатки

    Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

    • Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
    • Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
    • Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
    • Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

    Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

    Как выбрать и подключить тепловой аккумулятор для котла

    Котельные установки на твердом топливе не могут работать длительное время без вмешательства человека, который должен периодически подгружать дрова в фейерверк. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме упадет. В случае отключения электричества при полностью разбитой топке в рубашке агрегата появляется бустер теплоносителя и последующее его разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления.Также он сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температуры сетевой воды.

    Обвязка твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

    Расчет буферной емкости котла

    Роль теплоаккумулятора в общей схеме отопления заключается в следующем: в процессе работы котла в штатном режиме нагревать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного периода времени. Конструктивно ускоритель тепла для твердотопливного котла представляет собой изолированную водоемкую емкость с водой. Его можно установить как в закрытом помещении, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак имеет смысл на улице, так как вода в нем будет остывать намного быстрее, чем внутри здания.

    Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла выполняется следующим образом: емкость бака принимается из соотношения 25-50 литров воды на 1 кВт мощности мощность, необходимая для отопления дома .Для более точного расчета буферной емкости для котла принято, что вода в баке прогревается при работе котельной установки до 90°С, а после выключения последняя будет отдавать тепло и охлаждаться до 50 °С. Для перепада температур в 40 ⁰ значения теплоотдачи при различных объемах бака представлены в таблице.

    Таблица значений отдаваемой теплоты при различных объемах бака

    Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что для нагрева потребуется большое количество воды, тогда мощность самого котла должна быть в 2 раза больше, чем необходимо для обогрева жилого помещения. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет аккумулировать достаточно тепла.

    На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного места в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости необходимо будет предусмотреть устройство фундамента, ведь на обычные перекрытия оборудование невозможно установить со значительной массой.Если по расчету требуется емкость 1 м 3 , а места для ее установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0,5 м 3 , разместив их в разных местах.

    Тепловой аккумулятор для твердотопливного котла

    Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, если у котла нет своего контура нагрева воды, возможно приобретение тепловой батареи с таким контуром. Важным значением является величина рабочего давления в системе отопления, которое в жилых домах традиционно не должно превышать 3 бар. В некоторых случаях давление достигает 4 бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать в специальном исполнении – с торосферической крышкой.

    Некоторые заводские водогрейные батареи оборудованы электрическими ТЭНами, установленными в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, будет нагреваться верхняя зона бака. Диплом будет применяться для нужд бизнеса.

    Простая схема включения с перемешиванием

    Накопитель может включаться в систему по разным схемам. Простейшая блокировка твердотопливного котла с теплоаккумулятором подходит для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак необходимо установить над радиаторами отопления. Схема включает циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале отопительного цикла вода, подгоняемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой кран для отопительных приборов. Так продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60°С.

    При этой температуре клапан начинает подмешивать холодную воду из нижнего патрубка бака в систему, соблюдая установленную температуру 60°С. Через верхний патрубок, напрямую подключенный к котлу, нагретая вода начнет поступать в бак , аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет падать. Когда она станет меньше 60°С, термостат постепенно перекроет подачу от источника тепла и откроет подачу воды из бака.Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и по окончании цикла трехходовой кран вернется в исходное положение.

    Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с аккумулятором тепла будет работать напрямую, теплоноситель будет поступать к отопительным приборам прямо из бака, который будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае участия в работе схемы не принимает.

    Схема с гидравлическим разделением

    Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойное электроснабжение. Если это обеспечить невозможно, необходимо обеспечить присоединение к сети через источник бесперебойного питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых силовых установок. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть система могла работать отдельно от бака. В этой схеме батарея выполняет роль буферной емкости (гидроразделителя).В первичном контуре, обеспечивающем циркуляцию воды при розжиге котла, встроен специальный смесительный узел (ладдомат).

    Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

    Блочные элементы:

    • циркуляционный насос;
    • трехходовой термостатический клапан;
    • обратный клапан;
    • поддон;
    • Шаровые краны;
    • устройства контроля температуры.

    Отличия от предыдущей схемы — все приборы собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления.Принцип работы узла перемешивания остается неизменным. Такая нарезка твердотопливного котла с тепловым аккумулятором позволяет подключить на выходе из бака сколько отопительных веток. Например, для питания радиаторов и системы наружного или воздушного отопления. При этом каждая ветка имеет свой циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, избыточное тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

    Преимущества и недостатки

    Система отопления с тепловым аккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу преимуществ:

    • Повышение комфортных условий в доме, т.к. после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака.Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
    • Наличие тары защищает от закипания и разрушения водяной рубашки котла. Если электрические или термостатические головки, установленные на радиаторах, были внезапно отключены, перекрыли теплоноситель из-за достижения нужной температуры, источник тепла нагреет воду в баке. В это время может возобновиться подача электроэнергии или будет запущен дизель-генератор.
    • Холодная вода исключена из обратки в чугунном теплообменнике после резкого включения циркуляционного насоса.
    • Тепловые аккумуляторы могут использоваться в качестве гидроразделителей в системе отопления (гидравлической). Это делает работу всех ветвей схемы независимой, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

    Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – единственные недостатки использования накопительных контейнеров.Однако эти вложения и неудобства в долгосрочной перспективе повлекут за собой минимальные эксплуатационные расходы.

    Основы всасывающих аккумуляторов в домашних системах тепловых насосов


    Первоначально опубликовано 10 декабря 2013 г.

    Чтобы найти и устранить неисправности компонентов системы теплового насоса, вы должны сначала понять их. Поскольку большая часть Северной Америки перешла в отопительный сезон, самое время рассмотреть компонент, обычно встречающийся в системах тепловых насосов для жилых помещений: всасывающий аккумулятор.

    Что такое всасывающий аккумулятор? Аккумуляторы всасывания

    являются важными компонентами систем тепловых насосов воздух-воздух и воздух-вода.

    Что делает всасывающий аккумулятор?

    Воздушные тепловые насосы должны поддерживать тонкий баланс и надлежащий контроль жидкого хладагента в условиях низкой температуры окружающего воздуха, чтобы адекватно обеспечивать охлаждение компрессора и избегать чрезмерного обратного потока хладагента. Если жидкий хладагент будет протекать через систему и возвращаться в компрессор без испарения, это может привести к повреждению компрессора.В зависимости от типа компрессора это повреждение может варьироваться от засорения жидкости, потери масла (в компрессоре) или вымывания подшипника.

    Для защиты от обратного затопления в системах, уязвимых к повреждению жидким хладагентом, таких как тепловые насосы, функция аккумулятора заключается в перехвате жидкого хладагента до того, как он попадет в компрессор. Когда требуется разморозка змеевика, компрессор подвергается внезапным выбросам жидкости, которые могут создавать экстремальные нагрузки в системе. Аккумулятор может действовать как ресивер во время циклов обогрева и оттаивания, когда дисбаланс системы или избыточная заправка при выездном обслуживании могут привести к чрезмерному количеству жидкого хладагента в системе.

    Аккумулятор может хранить хладагент до тех пор, пока он не понадобится, и подавать его обратно в компрессор с приемлемой скоростью. Основные движения хладагента происходят в начале и конце цикла разморозки, и хотя нет необходимости или даже желательно останавливать это движение, важно контролировать скорость, с которой жидкий хладагент возвращается в компрессор. Наряду с этим правильным измерением, аккумулятор может эффективно поддерживать температуру картера или днища в допустимых пределах.Правильно спроектированный всасывающий аккумулятор может обеспечить отличную защиту от обеих потенциальных опасностей.

    Аккумулятор какого типа или размера следует использовать?

    Этот компонент должен быть расположен на линии всасывания компрессора между испарителем и компрессором. Он должен иметь достаточно большой объем/емкость, чтобы вместить максимальное количество жидкости, которая может вернуться в него, и должен иметь средства для положительного возврата масла в компрессор.

    Фактическая вместимость хладагента, необходимая для данного аккумулятора, определяется требованиями конкретного применения, и аккумулятор следует выбирать так, чтобы он удерживал максимальный ожидаемый обратный поток жидкости. Типичные аккумуляторы, изготовленные для кондиционирования воздуха или коммерческого использования, имеют отверстия для возврата масла диаметром от 0,0625 до 0,125 дюйма. Меньшее отверстие, несомненно, более уязвимо для частиц припоя или других инородных материалов в системе, и было бы целесообразно использовать входную сетку, особенно в системах с трубной обвязкой, устанавливаемой на месте. Следует также следить за тем, чтобы припой и флюс не попали в аккумулятор, так как чрезмерное количество инородного материала может закупорить измерительное отверстие, эффективно удерживая компрессорное масло в аккумуляторе.

    Обратите внимание, что впускное отверстие для хладагента смещено от верхней части соединительной трубки. Когда хладагент и масло попадают в сосуд, происходит разделение скоростей, и хладагент расширяется из-за температуры окружающей среды, являющейся источником тепла. В этот момент поступающее масло (вместе с любым жидким хладагентом) отделяется от парообразного хладагента и падает на дно. Парообразный хладагент движется по J-образной трубке, поскольку компрессор создает разницу давлений между входом и выходом аккумулятора.Когда хладагент проходит через J-образную трубку, это вызывает эффект Вентури через отверстие, втягивая масло со дна сосуда. Парообразный хладагент переносит масло обратно в компрессор с контролируемой скоростью.

     

    Читать далее:  Руководство подрядчика по ремонту или замене систем отопления, вентиляции и кондиционирования, поврежденных наводнением

    Хранение тепловой энергии может сыграть важную роль в обезуглероживании зданий

    Исследователи из лаборатории Беркли сообщили о прорыве в области материалов с фазовым переходом, который повысит доступность хранения тепловой энергии.Материалы с фазовым переходом могут быть добавлены внутрь стен и автоматически поддерживать прохладу или тепло в здании в зависимости от температуры окружающей среды. (Источник: Дженни Насс/Лаборатория Беркли)

    Может ли бак со льдом или горячей водой быть батареей? Да! Если батарея — это устройство для хранения энергии, то хранение горячей или холодной воды для питания системы отопления или кондиционирования воздуха в здании — это другой тип хранения энергии. Эта технология, известная как аккумулирование тепловой энергии, существует уже давно, но ее часто упускают из виду.Теперь ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) прилагают согласованные усилия, чтобы вывести накопление тепловой энергии на новый уровень.

    Чтобы преодолеть некоторые ограничения традиционных накопителей тепловой энергии на водной основе, ученые лаборатории Беркли изучают разработку материалов и систем следующего поколения, которые будут использоваться в качестве теплоносителя или охлаждающей среды. Они также создают основу для анализа затрат, а также инструмент для сравнения экономии затрат. В серии статей, опубликованных в этом году, исследователи лаборатории Беркли сообщили о важных достижениях в каждой из этих областей.

    «Обезуглероживание зданий, особенно для отопления, очень сложно», — сказал Рави Прашер, заместитель директора лаборатории энергетических технологий Berkeley Lab. «Но если вы храните энергию в форме конечного использования, то есть тепла, а не в форме энергоснабжения, то есть электричества, экономия затрат может быть очень убедительной. И теперь с разработанной нами структурой мы сможем взвесить затраты на хранение тепловой энергии по сравнению с хранением электроэнергии, например, с литиевыми батареями, что было невозможно до сих пор.

    В Соединенных Штатах на здания приходится 40% общего потребления энергии. Из них почти половина идет на тепловые нагрузки, которые включают в себя отопление и охлаждение помещений, а также нагрев и охлаждение воды. Другими словами, пятая часть всей производимой энергии идет на тепловые нагрузки в зданиях. Ожидается, что к 2050 году спрос на электроэнергию от тепловых нагрузок резко возрастет, поскольку природный газ будет постепенно сокращаться, а отопление все чаще будет осуществляться за счет электричества.

    «Если мы используем аккумулирование тепловой энергии, в котором сырье более обильное для удовлетворения потребности в тепловых нагрузках, это частично ослабит потребность в электрохимическом аккумулировании и высвободит батареи для использования там, где аккумулирование тепловой энергии не может быть использовано, — сказал Суманджит Каур, руководитель группы тепловой энергии Berkeley Lab.

    Ученые из лаборатории Беркли Рави Прашер (слева) и Суманджит Каур возглавляют усилия по разработке накопителей тепловой энергии для обезуглероживания зданий. (Источник: Тор Свифт/Лаборатория Беркли)

    Жизнеспособная и экономичная альтернатива батареям

    По мере того, как наше общество продолжает электрифицироваться, потребность в батареях для хранения энергии, по прогнозам, будет огромной, достигнув примерно от 2 до 10 тераватт-часов (ТВтч) ежегодного производства батарей к 2030 году по сравнению с менее чем 0,5 ТВтч сегодня. Поскольку в обозримом будущем литий-ионные аккумуляторы станут доминирующей технологией хранения, ключевым ограничением является ограниченная доступность сырья, включая литий, кобальт и никель, которые являются основными компонентами современных литиевых аккумуляторов.Хотя лаборатория Беркли активно работает над устранением этого ограничения, также необходимы альтернативные формы хранения энергии.

    «Сейчас литиевые батареи сталкиваются с огромным давлением с точки зрения поставок сырья, — сказал Прашер. «Мы считаем, что хранение тепловой энергии может быть жизнеспособной, устойчивой и рентабельной альтернативой другим формам хранения энергии».

    Аккумуляторы тепловой энергии могут быть развернуты в различных масштабах, в том числе в отдельных зданиях — например, в вашем доме, офисе или на заводе — или на районном или региональном уровне.В то время как в наиболее распространенной форме тепловой энергии используются большие резервуары с горячей или холодной водой, существуют и другие типы так называемого аккумулирования явного тепла, например, использование песка или камней для хранения тепловой энергии. Однако эти подходы требуют большого пространства, что ограничивает их пригодность для проживания.

    Из жидкого состояния в твердое и обратно

    Чтобы обойти это ограничение, ученые разработали высокотехнологичные материалы для хранения тепловой энергии. Например, материалы с фазовым переходом поглощают и выделяют энергию при переходе между фазами, например, из жидкого в твердое и обратно.

    Материалы с фазовым переходом имеют ряд потенциальных применений, включая терморегулирование батарей (чтобы они не перегревались или не переохлаждались), усовершенствованный текстиль (подумайте об одежде, которая может автоматически согревать или охлаждать вас, тем самым обеспечивая тепловой комфорт во время работы). снижение энергопотребления зданий) и сухое охлаждение электростанций (для экономии воды). В зданиях материалы с фазовым переходом могут быть добавлены к стенам, действуя как тепловая батарея для здания. Когда температура окружающей среды поднимается выше точки плавления материала, материал меняет фазу и поглощает тепло, тем самым охлаждая здание.И наоборот, когда температура падает ниже точки плавления, материал меняет фазу и выделяет тепло.

    Однако одна проблема с материалами с фазовым переходом заключается в том, что они обычно работают только в одном диапазоне температур. Это означает, что для лета и зимы потребуются два разных материала, что увеличивает стоимость. Лаборатория Беркли решила решить эту проблему и добиться так называемой «динамической настраиваемости» температуры перехода.

    Показаны два разных способа интеграции аккумулирования тепловой энергии в зданиях.Термическая батарея (питание от материала с фазовым переходом) может быть подключена к тепловому насосу здания или традиционной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (слева), или материал с фазовым переходом может быть встроен внутрь стен. (Источник: лаборатория Беркли)

    В исследовании, недавно опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science, исследователи первыми достигли динамической перестраиваемости материала с фазовым переходом. В их революционном методе используются ионы и уникальный материал с фазовым переходом, который сочетает в себе накопление тепловой энергии с накоплением электрической энергии, поэтому он может хранить и поставлять как тепло, так и электричество.

    «Эта новая технология действительно уникальна, потому что она объединяет тепловую и электрическую энергию в одном устройстве», — сказал руководитель группы Applied Energy Materials Гао Лю, соавтор исследования. «Он функционирует как тепловая и электрическая батарея. Более того, эта возможность увеличивает потенциал накопления тепла благодаря возможности регулировать температуру плавления материала в зависимости от различных температур окружающей среды. Это значительно увеличит использование материалов с фазовым переходом.

    Каур, также соавтор статьи, добавил: «В целом это помогает снизить стоимость хранения, поскольку теперь один и тот же материал можно использовать круглый год, а не только полгода».

    В крупномасштабном строительстве эта комбинированная способность аккумулировать тепловую и электрическую энергию позволила бы материалу накапливать избыточную электроэнергию, вырабатываемую локальными солнечными или ветровыми установками, для удовлетворения как тепловых (нагрев и охлаждение), так и электрических потребностей.

    Развитие фундаментальной науки о материалах с фазовым переходом

    Еще одно исследование лаборатории Беркли, проведенное ранее в этом году, касалось проблемы переохлаждения, которое не является сверххолодным в некоторых материалах с фазовым переходом, потому что делает материал непредсказуемым, поскольку он не может каждый раз менять фазу при одной и той же температуре. Под руководством ассистента аспиранта лаборатории Беркли и аспиранта Калифорнийского университета в Беркли Дрю Лилли исследование, опубликованное в журнале Applied Energy, стало первой демонстрацией методологии количественного прогнозирования характеристик переохлаждения материала.

    Третье исследование лаборатории Беркли, опубликованное в журнале Applied Physics Letters в этом году, описывает способ развития понимания фазового перехода на атомном и молекулярном уровне, который имеет решающее значение для разработки новых материалов с фазовым переходом.

    «До сих пор большинство фундаментальных исследований, связанных с физикой фазового перехода, носили вычислительный характер, но мы разработали простую методологию для прогнозирования плотности энергии материалов с фазовым переходом», — сказал Прашер.«Эти исследования являются важными шагами, которые открывают путь к более широкому использованию материалов с фазовым переходом».

    Яблоки к яблокам

    В четвертом исследовании, только что опубликованном в журнале Energy & Environmental Science, разрабатывается схема, которая позволит проводить прямое сравнение стоимости аккумуляторов и систем хранения тепловой энергии, что до сих пор было невозможно.

    «Это действительно хорошая платформа для сравнения — яблоки с яблоками — аккумуляторы и тепловые накопители, — сказал Каур. «Если бы кто-нибудь приходил ко мне и спрашивал: «Должен ли я установить Powerwall (система литиевых батарей Tesla для хранения солнечной энергии) или накопитель тепловой энергии», у меня не было возможности их сравнить.Эта структура дает людям возможность понять стоимость хранения на протяжении многих лет».

    Структура, разработанная исследователями из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Окриджской национальной лаборатории, учитывает затраты на протяжении всего срока службы. Например, тепловые системы имеют более низкие капитальные затраты на установку, а срок службы тепловых систем обычно составляет от 15 до 20 лет, тогда как батареи обычно необходимо заменять через восемь лет.

    Инструмент моделирования для развертывания аккумулирования тепловой энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования зданий

    Наконец, исследование с исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе и Калифорнийском университете в Беркли продемонстрировало технико-экономическую осуществимость развертывания систем ОВКВ с аккумулированием тепловой энергии на основе материалов с фазовым переходом. Сначала команда разработала имитационные модели и инструменты, необходимые для оценки экономии энергии, снижения пиковой нагрузки и стоимости такой системы. Инструмент, который будет доступен для общественности, позволит исследователям и строителям сравнивать экономику систем ОВКВ с накоплением тепловой энергии с полностью электрическими системами ОВКВ с электрохимическим накоплением и без него.

    «Эти инструменты открывают беспрецедентную возможность изучить экономические аспекты реальных приложений систем отопления, вентиляции и кондиционирования, интегрированных в системы хранения тепловой энергии, — сказал руководитель проекта Berkeley Lab Спенсер Даттон.«Интеграция аккумулирования тепловой энергии позволяет нам значительно снизить мощность и, следовательно, стоимость теплового насоса, что является важным фактором снижения стоимости жизненного цикла».

    Затем группа приступила к разработке «готового к эксплуатации» прототипа системы ОВКВ для небольших коммерческих зданий, в которой использовались как холодные, так и горячие тепловые батареи на основе материалов с фазовым переходом. Такая система отключает как охлаждение, так и отопление от электрической сети. Наконец, команда проводит полевые демонстрации в масштабах жилых домов, уделяя особое внимание электрификации домов и переносу нагрузки на отопление и горячее водоснабжение.

    «Если подумать о том, как энергия потребляется во всем мире, люди думают, что она потребляется в виде электричества, но на самом деле в основном она потребляется в виде тепла», — сказал Ноэль Бахтян, исполнительный директор Центра хранения энергии Berkeley Lab. «Если вы хотите обезуглероживать мир, вам нужно обезуглероживать здания и промышленность. Это означает, что вам нужно обезуглероживать тепло. Существенную роль здесь может сыграть хранение тепловой энергии».

    Исследование проводилось при поддержке Управления технологий зданий Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

    # # #

    Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли, основанная в 1931 году на убеждении, что самые большие научные проблемы лучше всего решаются командами, и ее ученые были отмечены 14 Нобелевскими премиями. Сегодня исследователи из лаборатории Беркли разрабатывают устойчивые энергетические и экологические решения, создают новые полезные материалы, расширяют границы вычислительной техники и исследуют тайны жизни, материи и Вселенной. Ученые со всего мира полагаются на оборудование лаборатории для своих собственных научных открытий.Лаборатория Беркли — это многопрофильная национальная лаборатория, управляемая Калифорнийским университетом для Управления науки Министерства энергетики США.

    Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите сайт energy.gov/science.

    – Киран Джулин участвовала в написании этой статьи.

    Дополнительная информация:

    Чтобы найти решения и партнерские отношения для решения конкретных проблем будущего хранения энергии в Америке, лаборатория Беркли созывает национальный саммит по хранению энергии. Национальный саммит по хранению энергии под названием Jumpstarting America’s Energy Storage Future будет открыт для публики и состоится 8–9 марта 2022 года.

    Теплица и цветоводство: Аккумулирование тепла для теплиц

    Хранение тепла для будущего использования — старая идея, используемая в промышленности и в солнечных домах. Сейчас становится популярным, когда для отопления теплиц устанавливают альтернативные энергосистемы. Многие системы были разработаны в зависимости от источника источника тепла и носителя.

    Тепло может накапливаться в течение коротких периодов времени, от дня до ночи, или в течение более длительных периодов, например, от лета до зимы. Деревья хранят энергию на столетие и более. Уголь и нефть хранят солнечную энергию на тысячи лет.

    Несколько концепций накопления тепла используются в теплицах, перечисленных ниже.

    Дневное хранение тепла для ночного использования

    Двуокись углерода может ускорить рост растений. Одним из побочных продуктов сжигания ископаемого топлива является CO 2 . Улавливание его из дымовых газов и распределение в теплице стоит очень мало, поскольку CO 2 эффективен только в течение дня, а тепло обычно не требуется в на этот раз для обеспечения эффективности системы требуется накопление тепла.Большие изолированные резервуары для хранения воды используются для хранения тепла для использования в ночное время.

    Относительно новая концепция тепличного хозяйства заключается в использовании резервуаров для воды с системами нагрева на альтернативном топливе с ограниченным циклом работы. Системы, такие как дрова, уголь и кукуруза, горят наиболее эффективно, если работают с постоянной скоростью горения. Добавление большого изолированного буферного резервуара для воды может накапливать избыточное тепло в дневное время, чтобы использовать его ночью, когда потребность в тепле самая большая.

    Доступны резервуары емкостью от 1000 галлонов до более 500 000 галлонов.Обычно они изготавливаются из стали с внутренней облицовкой или антикоррозийным покрытием и усиленной изоляцией снаружи. Наружная металлическая оболочка защищает изоляцию. Небольшие цистерны доставляются на грузовиках. Резервуары большего размера собираются на месте. Компания Westbrook Greenhouse Systems, Онтарио, Канада, уже несколько лет поставляет эти резервуары для тепличной промышленности.

    Конструкция этих систем позволяет использовать бойлер меньшего размера, так как часть ночной нагрузки приходится на водохранилище. Типовой проект учитывает максимальные потребности в тепле в самый холодный день.Он также учитывает максимально достижимую температуру воды в резервуаре, самую низкую температуру воды, которую можно использовать, и период хранения. Максимальная температура воды составляет около 200°F. Самая низкая температура воды для распределения по стальным трубам или оребрению составляет около 150°F. Можно использовать более низкую температуру воды, если установлена ​​система обогрева корневой зоны. Срок хранения может составлять от одного до двух дней. Обычно емкость накопителя составляет один галлон на 200–300 британских тепловых единиц в час тепловой мощности котла.

    Для небольших производителей с хорошим запасом древесины и несколькими птичниками дровяной котел на открытом воздухе может быть хорошим альтернативным источником топлива, который снизит затраты на отопление.Они доступны с производительностью до одного миллиона БТЕ/ч. Установка изолированного резервуара для воды объемом от 3000 до 4000 галлонов может обеспечить буферную емкость, необходимую для хранения избыточного тепла в течение ночи.

    Улавливание избыточного тепла теплицы

    В яркие солнечные дни осенью, зимой и весной обычно возникает избыточное тепло, которое необходимо отводить. Возможно улавливание этого тепла для использования в ночное время. Количество полезного тепла составляет примерно 200–400 БТЕ/кв. фут площади пола в зависимости от того, где находится U.С. находится ваша теплица. Например, теплица размером 30 на 100 футов может иметь от 600 000 до 1 200 000 БТЕ избыточного тепла. Это слабое тепло с максимальной температурой около 90°F. Собрать и сохранить это тепло непросто. Его можно было собрать с помощью воздуховода возле хребта и хранить под полом в скальном ложе. Его также можно собрать с помощью теплообменника и повысить температуру с помощью теплового насоса. Затем его можно хранить в изолированном баке с горячей водой. Стоимость оборудования и эксплуатации может быть непомерно высокой.В первую очередь необходимо провести экономическое исследование.

    Летнее и зимнее хранение

    В 1970-х годах в Центре сельскохозяйственных и научно-исследовательских разработок штата Огайо в Вустере изучалось использование соляного пруда с подогревом от солнечной энергии, покрытого тепличной конструкцией.

    К преимуществам относятся относительно низкая стоимость, пассивная работа и возможность сбора и хранения летней радиации для использования зимой. Пруд наполняли водой и растворяли в воде хлорид натрия или другую соль для образования однородной концентрации в нижней половине и уменьшающегося градиента концентрации от средней глубины пруда к поверхности. Вода, которая нагревалась все лето и достигала температуры выше 150°F, отводилась, когда требовалось тепло. Теплообменники вода-воздух использовались для обогрева соседней теплицы. Из-за нехватки места и управленческих соображений эта концепция не была принята в отрасли.

    В настоящее время в Европе и других странах проводятся исследования по установке накопителей тепла под полом теплицы. Резервуар для воды или резервуар, заполненный влажным песком, является средой хранения. Почва под полом также может быть использована.Сбор может быть как от избыточного тепла в теплице, так и от солнечных коллекторов. Рекуперация осуществляется через водопроводные трубы или воздуховоды, разнесенные по всему складскому помещению. Эта система может значительно увеличить стоимость строительства теплицы.

    При оценке аккумулирования тепла необходимо учитывать аккумулирующий носитель. Теплоемкость измеряется как удельная теплоемкость. Вода имеет удельную теплоемкость 1,0 БТЕ/кв. фут — °F, тогда как бетон, щебень и песок имеют удельную теплоемкость примерно 0,2 БТЕ/кв. фут — °F. По объему вода удерживает примерно в три раза больше тепла, чем бетон, камень и песок.

    Использовались материалы с фазовым переходом, такие как гексагидрат хлорида кальция и глауберова соль. Они переходят из твердого состояния в жидкое примерно при комнатной температуре с большой теплоемкостью, подобно превращению льда в воду. Эти материалы дороги и используются в основном в теплицах для хобби.

    Аккумулятор тепла может обеспечить буфер, позволяющий установить меньшую систему отопления. Выбор системы и ее размер важны для того, чтобы сделать ее экономически целесообразной.

    Джон В. Барток-младший
    Почетный профессор и сельскохозяйственный инженер
    Департамент NRME, Университет Коннектикута, Сторрс, Коннектикут 06269-4087

    2013

     

    Как работает тепловой насос | HVAC

    Воздушный тепловой насос использует передовые технологии и цикл охлаждения для обогрева и охлаждения вашего дома. Это позволяет тепловому насосу обеспечивать комфорт в помещении круглый год, независимо от времени года.

    Тепловой насос в режиме кондиционирования воздуха

    При правильной установке и функционировании тепловой насос может поддерживать прохладную и комфортную температуру, одновременно снижая уровень влажности в вашем доме.

    1. Теплый воздух из вашего дома втягивается в воздуховод моторизованным вентилятором.
    2. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента между внутренним испарителем и наружными конденсаторными блоками.
    3. Теплый воздух из помещения затем направляется к устройству обработки воздуха, а хладагент перекачивается из внешнего змеевика конденсатора во внутренний змеевик испарителя. Хладагент поглощает тепло при прохождении через воздух в помещении.
    4. Этот охлажденный и осушенный воздух затем проталкивается через соединительные внутренние воздуховоды к вентиляционным отверстиям по всему дому, снижая внутреннюю температуру.
    5. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянный метод охлаждения.


    Тепловой насос в режиме обогрева

    Тепловые насосы уже много лет используются в местах с более мягкой зимой. Однако технология тепловых насосов с воздушным источником продвинулась вперед, что позволяет использовать эти системы в районах с длительными периодами отрицательных температур.

    1. Тепловой насос может переключаться из режима кондиционирования воздуха в режим обогрева путем реверсирования цикла охлаждения, в результате чего внешний змеевик работает как испаритель, а внутренний змеевик — как конденсатор.
    2. Хладагент протекает по замкнутой системе холодильных линий между наружным и внутренним блоком.
    3. Несмотря на низкие температуры наружного воздуха, достаточное количество тепловой энергии поглощается из наружного воздуха змеевиком конденсатора и выделяется внутри змеевиком испарителя.
    4. Воздух из вашего дома втягивается в воздуховод вентилятором с электроприводом.
    5. Хладагент перекачивается из внутреннего змеевика во внешний змеевик, где он поглощает тепло из воздуха.
    6. Этот нагретый воздух затем проталкивается через соединительные воздуховоды к вентиляционным отверстиям по всему дому, повышая внутреннюю температуру.
    7. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянное сохранение тепла.

    Части теплового насоса


    Чтобы лучше понять, как ваш воздух нагревается или охлаждается, полезно немного узнать о деталях, из которых состоит система теплового насоса. Типичная система теплового насоса с воздушным источником представляет собой сплит-систему или систему из двух частей, которая использует электричество в качестве источника энергии.Система содержит наружный блок, похожий на кондиционер, и внутренний кондиционер. Тепловой насос работает вместе с системой обработки воздуха для распределения теплого или холодного воздуха по внутренним помещениям. В дополнение к электрическим компонентам и вентилятору система теплового насоса включает:

    Компрессор: Перемещает хладагент по системе. Некоторые тепловые насосы содержат спиральный компрессор. По сравнению с поршневым компрессором спиральные компрессоры работают тише, имеют более длительный срок службы и обеспечивают на 10–15 °F более теплый воздух в режиме нагрева.

    Плата управления: Определяет, должна ли система теплового насоса работать в режиме охлаждения, обогрева или оттаивания.

    Змеевики: Конденсатор и испарительный змеевик нагревают или охлаждают воздух в зависимости от направления потока хладагента.

    Хладагент: Вещество в линиях охлаждения, которое циркулирует через внутренний и наружный блоки.

    Реверсивные клапаны: Изменение потока хладагента, который определяет, охлаждается или нагревается внутреннее пространство.

    Термостатические расширительные клапаны: Регулируют поток хладагента так же, как клапан крана регулирует поток воды.

    Аккумулятор: Резервуар, регулирующий количество хладагента в зависимости от сезонных потребностей.

    Холодильные линии и трубы: Соедините внутреннее и внешнее оборудование.

    Нагревательные ленты: В качестве вспомогательного нагрева используется электрический нагревательный элемент. Этот добавленный компонент используется для дополнительного обогрева в холодные дни или для быстрого восстановления после более низких температур.

    Воздуховоды: Служат воздушными туннелями для различных помещений в вашем доме.

    Термостат или система управления: Установка желаемой температуры

     

    Водонагреватели с тепловым насосом могут быть активами реагирования на спрос

    Ведутся споры о роли водонагревателей в качестве периферийных ресурсов.

    В одном лагере продавцы водонагревателей и коммунальные службы — большинство, но не все из них, сельские электрические кооперативы — заинтересованы в расширении и без того огромного парка электрических водонагревателей, используемых для простого реагирования на спрос, на гораздо более широкий спектр гибких сетевых услуг.

    В другом лагере находятся те, кто говорит, что коммунальные службы и домовладельцы должны вместо этого сосредоточиться на замене водонагревателей с электрическим сопротивлением на водонагреватели с тепловым насосом. Для большинства климатических условий они являются гораздо более эффективным способом использования электричества для нагрева воды. Но именно благодаря этому достоинству они предлагают гораздо меньшую гибкость коммунальным предприятиям, сетевым операторам или клиентам, которым они принадлежат, с точки зрения реагирования на потребности сети.

    На этой неделе поставщик распределенной энергетической платформы EnergyHub, производитель интеллектуальных тепловых насосов Rheem и коммунальное предприятие United Illuminated из Коннектикута представили результаты реального пилотного проекта, который показывает, что коммунальные предприятия могут получить лучшее из обоих миров — если технологии и программы согласованы. правильно.

    Пилотный проект является частью программы UI Home Energy Solutions-Income Eligible с низким доходом, которая предлагает участникам ряд аудитов эффективности, услуг и недорогой или бесплатной модернизации. В этот список какое-то время входили интеллектуальные термостаты, подключенные к Wi-Fi через программу пользовательского интерфейса «принеси свой собственный термостат» (BYOT), работающую на облачной платформе EnergyHub, получившей название Mercury.

    В прошлом году UI и EnergyHub запустили новое предложение — бесплатный водонагреватель с тепловым насосом Rheem, если клиент согласился разрешить коммунальным службам управлять им в ключевые часы, в основном зимним утром и вечером.Это часы, когда оператор сети ISO New England сталкивается с наибольшей угрозой роста спроса на энергию для отопления, совпадающего с падением выработки электроэнергии на электростанциях, которые были вынуждены отключиться из-за холодной погоды. Это сочетание условий привело к событиям «полярного вихря» последнего десятилетия.

    В течение прошлой зимы UI и EnergyHub успешно спрогнозировали, запланировали и отправили серию звонков с запросами на водонагреватели с тепловым насосом Rheem, по сути, отключив их на максимально возможное время, прежде чем вода станет слишком холодной.

    «Основная идея заключается в том, что клиент никогда не заметит», что температура воды изменилась, сказал в понедельник в интервью Крис Эшли, вице-президент EnergyHub по продажам коммунальных услуг. «Вы просто переносите потребление энергии на другое время».

    Само по себе это не особо примечательно. По данным Национальной ассоциации сельских электрических кооперативов (NRECA), сельские кооперативы экономят около 500 мегаватт в год в программах аварийного восстановления водонагревателей в 35 штатах. Конечно, это в основном через односторонние пейджерные сети с сильно ограниченной гибкостью.Но ожидается, что следующая волна будет обеспечена двусторонним подключением широкополосного доступа к Wi-Fi, как в известных пилотных проектах на Гавайях, Тихоокеанском северо-западе и приморских провинциях Канады.

    Тем не менее, нет никаких сомнений в том, что водонагреватели с тепловым насосом гораздо более эффективны, по крайней мере, для климатических условий и типов конструкции дома, для которых они подходят. Это стало центральным камнем преткновения в федеральном законодательстве об энергоэффективности , принятом в 2015 году, которое завершилось компромиссом, позволившим использовать водонагреватели с электрическим сопротивлением, подключенным к сети, наряду с водонагревателями с тепловым насосом, а также отчетность, чтобы убедиться, что эти возможности реагирования на сеть используются.

    Но, как отметила Эшли, важная вещь в пилотном проекте UI заключается в том, что он показал, что водонагреватели с тепловым насосом, хотя и гораздо менее гибкие, т. е. в противном случае расточительные, чем электрические нагреватели сопротивления, все же имеют ценность для реагирования на спрос, но не в такой степени. «Поскольку существует значение энергоэффективности водонагревателей с тепловым насосом, оно по определению снижает значение отклика на спрос», — сказал он.

    Это нормально, потому что программа пользовательского интерфейса не просто окупает себя, максимизируя свою ценность ответа на спрос. Он также обеспечивает значительный прирост эффективности — в среднем до 50 процентов по сравнению с водонагревателями, которые он заменяет, — что помогает коммунальному предприятию достичь поставленных государством целей в области энергосбережения и помощи малоимущим.

    EnergyHub, принадлежащий Alarm.com, объединил «умные» водонагреватели вместе с другими устройствами разных типов и от разных поставщиков через свою облачную платформу через интерфейсы прикладного программирования (API). Это позволяет избежать ловушек, связанных с попытками управлять несколькими распределенными энергетическими ресурсами (DER) из отдельных хранилищ или полагаться на медленные и зависящие от поставщика протоколы связи с сетевыми устройствами в домах и на предприятиях.

    «Выполнение интеграции API обеспечивает более надежный и гибкий контроль, чем некоторые существующие стандарты», — сказал Эшли.

    Те же самые факты стимулируют распространение API-интерфейсов и разработку крупных поставщиков платформ домашней автоматизации и управления энергопотреблением, таких как Google Nest, Amazon Alexa, Apple, Samsung и других, как для расширения услуг, так и для поддержки отношений, которые они имеют со своими бытовыми клиентами массового рынка. , а также предлагать коммунальные услуги, с которыми они установили конкретные партнерские отношения.

    Платформа EnergyHub также интегрирует DER, такие как солнечные инверторы на крыше и батареи, устанавливаемые за счетчиком, отметила Эшли.

    Его пилотный проект с Государственной службой Аризоны, запущенный в ноябре 2018 года, предусматривает интеграцию интеллектуальных термостатов, водонагревателей и хранилища BTM, чтобы снизить пиковый спрос во второй половине дня и вечером, а также фактически  увеличить  нагрузку во время полуденных пиков солнечной активности.

    А клиент National Grid, использующий платформу EnergyHub для своей многосторонней программы «принеси свое устройство» (BYOD), получившей название Connected Home Solutions, в прошлом году добавил аккумуляторы BTM в список устройств, которые он может поддерживать.

    Отопительное оборудование, соответствующее европейским стандартам

    Электрические нагревательные баки для горячего водоснабжения

    В нашем ассортименте есть несколько типов таких баков.

    AT ELEKTRO – бак из углеродистой стали без внутреннего покрытия, предназначенный только для систем отопления. Резервуар предназначен для подогрева и хранения технической воды с помощью ТЭНов (отверстия 2х2″, максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт.опционально — до 8*15 кВт) Бак также может обогреваться с помощью выносного пластинчатого теплообменника. Идет со съемной негорючей (класс Б-с2д0) теплоизоляцией 65-70 мм и усиленной упаковкой на деревянном поддоне с обрешеткой!! Его можно транспортировать горизонтально в несколько ярусов. Опционально доступна возможность заказа инспекционного фланца, рабочее давление до 10 бар (стандартно 6 бар) и теплоизоляция класса A, B, C согласно ErP!!

    AT ELEKTRO MONO — этот бак изготовлен из углеродистой стали с теплообменником из нержавеющей стали AISI 304.Этот бак также предназначен для систем отопления, но его змеевик можно использовать и для подготовки горячего водоснабжения в проточном режиме. В качестве альтернативы его можно использовать для подключения вспомогательного источника/потребителя. Резервуар предназначен для обогрева электрическими ТЭНами (отверстия 2 х 2″, максимальная мощность ТЭНов 2*15кВт, опционально — до 8*15кВт) или от вспомогательного источника через встроенный теплообменник Цистерна поставляется со съемной негорючей (класс Б-с2д0) теплоизоляцией 65-70 мм и усиленной упаковкой на деревянном поддоне с обрешеткой!!Возможна транспортировка горизонтально в несколько ярусов.Опционально доступна возможность заказа инспекционного фланца, рабочее давление до 10 бар (стандартно 6 бар) и теплоизоляция класса A, B, C согласно ErP!!

    АТ ЭЛЕКТРО Эмалированный — этот бак изготовлен из углеродистой стали и покрыт изнутри высококачественной немецкой стеклокерамической эмалью. Бак предназначен для подготовки горячего водоснабжения. Внутри бака установлен магниевый анод, а также смотровой фланец в верхней торисфере и несколько отверстий для установки ТЭНов, патрубков подпитки, рециркуляции и слива горячей воды.

    AT ELEKTRO MONO Эмалированный — этот бак изготовлен из углеродистой стали и покрыт изнутри высококачественной немецкой стеклокерамической эмалью. Бак предназначен для подготовки горячего водоснабжения. Бак имеет установленный внутри спиральный теплообменник для подключения вспомогательного источника/потребителя тепла, а также установленный внутри магниевый анод; бак имеет смотровой фланец в верхней торисфере и несколько отверстий для установочного монтажа ТЭНов, патрубков подпитки, рециркуляции и слива горячей воды.Бак предназначен для нагрева и хранения горячей воды от ТЭНов (отверстия 2 х 2″, максимальная мощность ТЭНов 2*15кВт, опционально — до 8*15кВт) или от вспомогательного источника через встроенный в теплообменнике бака.Поставляется со съемной негорючей (класс В-с2д0) теплоизоляцией 65-70 мм, защитным магниевым анодом (опционально — необслуживаемый титановый анод) и усиленной упаковкой на деревянном поддоне с обрешеткой! !Его можно транспортировать горизонтально в несколько ярусов. Опционально доступна возможность заказа инспекционного фланца, рабочее давление до 10 бар (стандартно 6 бар) и теплоизоляция класса A, B, C согласно ErP!!

    SS, SS ELEKTRO — бак изготовлен из нержавеющей стали AISI 304 и предназначен для нагрева и хранения горячей воды от ТЭНов (2 отверстия х 2″; максимальная мощность ТЭНов 2 х 15 кВт). опционально — до 8*15 кВт) Бак также может обогреваться с помощью выносного пластинчатого теплообменника.Комплектуется съемной негорючей (класс В-с2д0) теплоизоляцией 65-70 мм, защитным магниевым анодом (опционально — необслуживаемый титановый анод) и усиленной упаковкой на деревянном поддоне с обрешеткой!! Его можно транспортировать горизонтально в несколько ярусов. Опционально доступна возможность заказа инспекционного фланца, рабочее давление до 10 бар (стандартно 6 бар) и теплоизоляция класса A, B, C согласно ErP!!

    SS ELEKTRO MONO — как бак, так и его теплообменник изготовлены из нержавеющей стали AISI 304. Бак предназначен для нагрева и хранения горячей воды от ТЭНов (отверстия 2 х 2″, максимальная мощность ТЭНов 2*15кВт, опционально — до 8*15кВт) или от вспомогательного источника через встроенный в теплообменнике бака.Поставляется со съемной негорючей (класс В-с2д0) теплоизоляцией 65-70 мм, защитным магниевым анодом (опционально — необслуживаемый титановый анод), усиленной упаковкой на деревянном поддоне с обрешеткой! !Его можно транспортировать горизонтально в несколько ярусов.Опционально доступна возможность заказа инспекционного фланца, рабочее давление до 10 бар (стандартно 6 бар) и теплоизоляция класса A, B, C согласно ErP!!

    .