Схема подключения теплоаккумулятора в системе отопления
Схема отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором
Преимущества системы отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью, в качестве аккумулятора тепла, описаны на предыдущей странице “Котел отопительный твердотопливный с аккумулятором тепла” .
Рассмотрим схему отопления с твердотопливным котлом и с аккумулятором тепла (буферной емкостью) на конкретном примере.
Схема подключения аккумулятора тепла — буферной емкости, к закрытой системе отопления с твердотопливным котлом приведенана рисунке:
1. Дымоход. 2. Группа безопасности котла — манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан. 3. Твердотопливный котел. 4. Накладной термостат. Выдает сигнал о начале и окончании горения топлива в котле. Переключает контакты при повышении температуры. 5. Аккумулятор тепла – буферный бак с водой. Поверхность бака покрыта теплоизоляцией. Внутри бака размещен теплообменник системы горячего водоснабжения, ГВС. 6. Блок насосно-смесительный. Включает в себя циркуляционный насос, несколько клапанов различного назначения и контрольные стрелочные термометры. Обеспечивает изменение режима циркуляции воды в контуре. 7. Расширительный бак системы отопления. Мембранный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя. 8. Клапан подпитки. Обеспечивает автоматическую подпитку системы отопления водой с заданным давлением и механическую фильтрацию. 9. Датчик уличной температуры. 10. Блок управления погодозависимой автоматики. Обеспечивает своевременное изменение температуры теплоносителя в системе отопления по погодным условиям. Позволяет снизить последствия инерционности системы отопления – перегрев или недогрев помещений при резких изменениях температуры наружного воздуха. 11. Комнатный регулятор. Программируемый регулятор позволяет хозяину задавать температуру в помещениях по дням недели и времени суток. 12. Циркуляционный насос. Обеспечивает циркуляцию теплоносителя в контуре отопления помещений. 13. Радиатор отопления. 14. Трехходовой смесительный клапан. Обеспечивает регулирование температуры теплоносителя и поддержание заданной температуры в помещениях. 15. Датчик температуры. Измеряет температуру воды в обратном трубопроводе контура отопления помещений. 16. Обратный клапан. Исключает паразитную циркуляцию воды в обратном направлении. 17. Циркуляционный насос ГВС. Обеспечивает постоянную циркуляцию воды в системе горячего водоснабжения, ГВС.
В системе отопления, представленной на рисунке, имеются три контура, по которым циркулирует вода.
Контур горячего водоснабжения (ГВС) состоит из теплообменника в баке аккумулятора тепла и циркуляционного насоса поз. 17. Теплообменник ГВС типа бак в баке — представляет собой накопительный бак горячей воды, расположенный внутри буферной емкости. Тепло буферной емкости через стенки бака передается воде в контуре системы ГВС .
Первичный (котловой) контур системы отопления включает в себя твердотопливный котел, поз.3, бак — аккумулятор тепла (поз.5) и насосно-смесительный блок (поз.6).
Вторичный (отопительный) контур системы отопления имеет в своем составе бак — аккумулятор тепла (поз.5), трехходовой смесительный клапан (поз.13), циркуляционный насос (поз.12), радиатор отопления (поз.13).
В данной системе теплоноситель первичного и вторичного контуров смешиваются в баке теплоаккумулятора.
Режим циркуляции теплоносителя в первичном контуре регулируется насосно-смесительным блоком (поз.6) и определяется температурой отходящих газов котла и температурой воды в обратном трубопроводе, по которому вода поступает в котел из бака аккумулятора тепла.
Режим защиты от низкотемпературной коррозии при растопки котла. При растопке котла, по сигналу датчика температуры (поз.4), запускается циркуляционный насос смесительного блока (поз.6). Клапаны блока направляют циркуляцию теплоносителя через блок по малому кругу, помимо бака теплоаккумулятора. Происходит быстрый нагрев теплоносителя и поверхностей котла, дымохода до рабочей температуры. Это ускорение способствует снижению количества конденсата, отложений сажи, смол, выделяемых из топлива, уменьшает коррозию и повышает КПД котла.
Режим нагрева теплоаккумулятора. По окончании растопки котла, когда температура циркулирующей по малому кругу воды повысится, клапаны смесительного блока начинают включать циркуляцию воды через бак теплоаккумулятора.
Подмешивание воды в обратном трубопроводе от бака теплоаккумулятора выполняется постепенно, так, чтобы температура воды подаваемой в котел не снижалась менее заданной величины (65 о С).
После прогрева воды на выходе из бака аккумулятора тепла до заданной температуры, подмес воды прекращается, и теплоноситель полностью циркулирует по большому кругу – через бак теплоаккумулятора.
Режим нагрева заканчивается после сгорания загруженного в котел топлива. По сигналу датчика температуры (поз.4) циркуляционный насос отключается. Клапаны смесительного блока переключают циркуляцию теплоносителя в первичном контуре отопления в режим защиты от перегрева.
Режим защиты от перегрева (кипения воды). В этот режим клапаны смесительного блока переключаются при любой остановке циркуляционного насоса, например, из-за прекращения электроснабжения. В этом режиме смесительный блок не создает препятствий для возникновения естественной циркуляции теплоносителя между котлом и баком теплоаккумулятора.
Режим циркуляции воды во вторичном контуре отопления регулируется трехходовым смесительным клапаном (поз.14) и задается погодным регулятором (поз.10). Смесительный клапан смешивает воду, забираемую из бака аккумулятора тепла, с охлажденной водой из системы радиаторов, тем самым регулируя температуру горячей воды, подаваемой в радиаторы.
Расположение оборудования котельной
Бак аккумулятора тепла необходимо располагать так, чтобы патрубок обратного трубопровода бака был чуть выше аналогичного патрубка котла. Такое расположение обеспечит естественную циркуляцию теплоносителя в контуре котла при остановке циркуляционного насоса.
Кроме того, для ускорения естественной циркуляции в котловом контуре, максимальная разность отметок по высоте прямой и обратной трубы должна быть не менее 3 метров, а внутренний диаметр этих труб не менее 1,5 дюйма.
Смесительный блок, поз.6, следует размещать ближе к баку — длина труб от смесительного блока до бака должна быть меньше, чем до котла.
Рассмотренная в статье схема отопления с твердотопливным котлом и аккумулятором тепла может иметь множество модификаций.
Например, функции готового смесительного блока (поз.6) может выполнить схема из отдельных деталей – циркуляционного насоса, различных клапанов и датчиков.
В бак теплоаккумулятора часто встраивают электронагреватель, который является резервным источником тепла.
Электроэнергию удобно использовать:
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.
Расширительный мембранный бак должен иметь рабочий объем не менее 1/10 объема всей воды в системе отопления — в котле, буферной емкости, радиаторах, трубах.
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.
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:
Как результат, растапливать котел придется гораздо реже, что позволит сэкономить значительную часть времени и физических сил.
Твердотопливный котел. Некоторые особенности
Твердотопливный котел предусматривает систему аварийного охлаждения. Это необходимо для того, что в некоторых случаях, при нарушении циркуляции может значительно увеличиваться температура, и система отопления может быть повреждена. Поэтому котел должен оснащаться контуром аварийного охлаждения. задачей данного контура является пропускание холодной воды через теплообменник, когда температура рабочей жидкости увеличивается.
Некоторые котлы имеют уже предустановленную систему охлаждения, которые имеют змеевидную форму, и подключающуюся к водопроводу. Также можно приобрести твердотопливный котел, со специальной арматурой, где находятся встроенные теплообменники. Кроме этого, твердотопливный котел имеет смесительный узел, который используется для понижения температуры.
Обвязка твердотопливного котла отопления схема
Необходимо отметить, что к монтажу системы отопления нужно отнестись очень ответственно, так как от правильной установки будет зависеть правильная циркуляция и распределение носителя тепла по всей системе. Только правильный монтаж системы отопления обеспечит качественное безопасное отопление .
На сегодня можно успешно применять несколько разных систем обвязки отопления. Обвязка твердотопливного котла для отопления различаются между собой по сложности монтажа и принципу работы.
Одна из самых простых схем отопления, это использование гравитационного контура. Такая обвязка прекрасно подойдет для отопления небольшого помещения.
В такой системе отопления движение теплоносителя происходит за счет естественных процессов. Такая обвязка имеет довольно эффективную защиту от перегрева во время отключения основного контура при отключении электричества. При подключении есть одна важная особенность. Твердотопливный котел должен находиться немного ниже радиаторов отопления в цепи .
Чтобы не было гидроудара, схема монтажа для правильного отопления предусматривает установку специального расширительного бака. Бак разделен на две полости. В одной части бака находится вода, а в другой части бака находится воздух. Это сделано для того, чтобы избежать повреждения бака и котла, когда в трубах возникнет повышенное давление. Необходимо отметить, что такая схема обвязки отопления очень проста в исполнении.
Твердотопливные котлы схема обвязки с естественной циркуляцией
Для поддержания необходимой температуры, нужно добавлять в обратную линию теплоносителя воду из котла для подачи. Для этого в систему монтируется специальный трехходовой термический вентиль. Такой вентиль выпускается в трех вариантах.
Вентиль нужно установить на обратной линии. Когда температура начинает расти байпас закрывается на входе и добавление воды прекращается. Необходимо отметить, что работа такой системы требует подключение к электрической сети. поэтому если электроэнергия отключена, необходимо использовать теплоаккумуляторы .
Особенности обвязки и проектирования
Необходимо отметить, что правильная и надежная работа котла возможна только в том случае, если обвязка выполнена правильно.
При монтаже необходимо помнить, что рабочая система должна эффективно перемещать теплоноситель по трубам .
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором
Установка на твердом топливе может долгое время работать без вмешательства в нее человека, который должен постоянно загружать дрова в топку. Если этого не сделать, что температура будет понижаться. Если произошло отключение электроэнергии при разогревшейся топке, теплоноситель может закипеть и произойдет разрушение системы. Чтобы решить эту проблему можно установить теплоаккумулятор. Теплоаккумулятор защитит установку от растрескивания при температурных перепадах.
Роль аккумулятора в работе всей системы отопления заключается в следующем. Он накапливает тепловую энергию в процессе работы системы. Далее, когда топка начнет остывать, он будет отдавать тепловую энергию радиатору. Это будет происходить в определенный промежуток времени.
Конструкция теплоаккумурятора такая. Он представляет из себя утепленную емкость для воды определенной вместительности, которую можно рассчитать.
При расчете бака для теплоаккумулятора можно следовать такому правилу. Объем бака принимается в соотношении 25 – 30 л воды 1 Вт мощности, исходя из обогрева небольшого помещения.
Схема включения
Аккумулирующее устройство может включаться в систему разными способами. Самая простая обвязка твердотопливного котла и теплоаккумулятора может работать с гравитационными системами и будет работать до момента отключения электричества. Бак нужно установить немного выше радиаторов.
Схема отопления включает в себя такие основные элементы.
Сразу вода проходит по трубопроводу от источника тепла через трехходовый клапан на отопительные приборы до тех пор, пока не достигается определенная температура. Например, 60°.
При этой температуре клапан будет добавлять в систему холодную воду. При этом на выходе должна быть температура 60°.
Через верхний патрубок в бак будет поступать нагретая вода. Аккумулятор начнет заряжаться. После того как все дрова в топке сгорели, температура в подающей трубе будет остывать. Когда она станет меньше 60°, термостат перекроет подачу от источника тепла. После этого она автоматически откроет поток воды из бака. Бак будет наполняться холодной водой. В конце цикла трехходовой клапан вернется в свое начальное положение.
Обратный клапан присоединяется параллельно трехходовому термостату. Он включится при остановке насоса. При этом котел и теплоаккумурятор будут работать напрямую.
Количество контуров
Все вышеперечисленные схемы подключения подходят в том случае, если котел одноконтурный. В таком котле для отопления используется только подающий контур. Если же используется двухконтурный котел, то его обвязка происходит по другой схеме. При таком варианте именно второй контур будет обеспечивать отапливаемое помещение теплой водой. Котел оснащен четырьмя патрубками, два из которых предназначены для отопления, а два для соединения с водопроводом.
Аварийный контур
Котел желательно оснастить специальным аварийным контуром, который используется в том случае, если котел вышел из строя и необходимо произвести ремонтные работы системы. Эта схема отопления работает полностью автономно .
Некоторые важные особенности
При подключении и монтаже нужно соблюдать некоторые важные правила. Для обеспечения долгой и бесперебойной работы системы, температура на входе должна быть около 40 или 45°, а на выходе из котла температура должна составлять примерно 55°. Если это условие не будет выполнено, на стенках оборудования начнет собираться конденсат, который постепенно будет разрушать металл .
Твердотопливный котел должен быть расположен только в горизонтальном положении. Основание, на котором он будет установлен должно быть довольно жесткое, в виде цементной стяжки толщиной не менее 5 см.
Итак, было рассмотрено, что такое обвязка твердотопливного котла. Перечисленные выше схемы обводки наиболее распространенные, что связано, в первую очередь, с легкостью монтажа и надежностью работы. Правильное подключение определенного узла в монтаже системы, последовательность соединения соединительных труб необходимо делать правильно. Котел должен быть оснащен аварийным контуром. чтобы система могла работать даже во время ремонтных работ системы. Только правильное подключение обеспечит эффективность работы всей отопительной системы, и отопление помещения будет максимально эффективным.
Как вам статья?
Расчет объёма накопителя тепла
Объем теплоаккумулятора для отопления
Как мы уже упомянули ТА маленького объёма использовать нецелесообразно, при этом слишком большие резервуары также не всегда уместны. Вот и назрел вопрос о том, как рассчитать нужный объём ТА. Очень хочется дать конкретный ответ, но, к сожалению, его не может быть. Хотя приблизительный расчет теплоаккумулятора для отопления все же есть. Допустим, вы не знаете, какие теплопотери вашего дома и узнать не можете, например, если он еще не построен. Кстати, чтобы сократить теплопотери, нужно утеплить стены частного дома под сайдинг . Подобрать бак можно исходя из двух величин:
Методы расчета объёма ТА: площадь помещения х 4 или мощность котла х 25.
Именно эти две характеристики являются определяющими. Разные источники предлагают свой способ расчета, но по факту эти два метода тесно взаимосвязаны. Предположим мы решили рассчитать объем теплоаккумулятора для отопления, отталкиваясь от площади помещения. Для этого нужно квадратуру отапливаемого помещения умножить на четыре. К примеру, если у нас есть маленький дом в 100 м кв, то понадобится бак 400 литров. Такой объём позволит сократить загрузку котла до двух раз в сутки.
Несомненно, и так есть пиролизные котлы, в которые закладывается топливо дважды в сутки, только в этом случае принцип работы немного отличается:
В этом случае, когда топливо разгорается, температура в контуре начинает интенсивно повышаться, а потом тление поддерживает воду тёплой. Во время этого самого тления много энергии улетучивается в трубу. Помимо этого если твердотопливный котел работает в тандеме с негерметичной системой отопления, то при пиковой температуре расширительный бак иногда закипает. В нем в прямом смысле слова начинает кипеть вода. Если трубы сделаны из полимеров, тогда это просто губительно для них.
В одной из статей про полимерные трубы мы рассказывали об их характеристиках . ТА забирает часть тепла и бак может закипеть только после того, как резервуар зарядится полностью. То есть возможность закипания, при правильном объёме ТА, стремится к нолю.
Теперь попробуем рассчитать объём ТА, исходя из количества киловатт в нагревателе. Кстати, этот показатель рассчитывается на основании квадратуры помещения. На 10 м берется 1 кВт. Выходит, что в доме 100 м кв должен стоять котел минимум в 10 киловатт. Так как расчет всегда делается с запасом, то можно предположить, что в нашем случае будет стоять 15 киловаттный агрегат.
Если не учитывать количество теплоносителя в радиаторах и трубах, то один киловатт котла может нагревать приблизительно 25 литров воды в ТА. Поэтому и расчет будет соответствующим: нужно мощность котла умножить на 25. В итоге мы получим 375 литров. Если сравним с предыдущим расчетом, то результаты очень близки. Только это с тем учетом, что мощность котла будет рассчитываться с зазором хотя бы в 50%.
Помните, чем больше ТА, тем лучше. Но в этом деле, как и в любом другом, нужно обходиться без фанатизма. Если вы поставите ТА на две тысячи литров, то нагреватель просто не справиться с таким объёмом. Будьте объективны.
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:
Возможность подключения других источников тепловой энергии
Иногда имеет смысл предусмотреть возможность расширения проектируемой котельной и системы отопления в будущем, в зависимости от обстоятельств. Тарифы и доступность различных видов топлива – очень непостоянные величины, в любой момент всё может измениться на 180 градусов. Могут быть и другие причины, по которым приобретение и монтаж оборудования можно разделить на два этапа.
Ниже пример такой схемы.
Тепловая схема — оборудование первой очереди
Оборудование первой очереди: электрокотел, буферная емкость, система внутрипольного отопления и заложенные на будущее трубопроводы системы радиаторного отопления без отопительных приборов.
Тепловая схема — добавлено оборудование второй очереди
Оборудование второй очереди: Можно добавлять любые источники тепла. В качестве примера на схеме твердотопливный котел и газовый котел, принципиально отличающиеся по способу подключения к потребителям, система радиаторного отопления, бойлер ГВС косвенного нагрева.
Схема отопления с буферным баком и бойлером ГВС
Схема отопления частного дома твердотопливным котлом на дровах с буферным баком и бойлером ГВС
Буферный бак заводского изготовления со встроенным теплообменником ГВС довольно дорогое оборудование. Один из российских производителей твердотопливных котлов предлагает покупателям недорогие буферные баки без теплообменника ГВС. Схема закрытой системы отопления для этого варианта показана на рисунке.
В этой схеме также не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при работе котла. В инструкции к котлу производитель рекомендует хозяину самому следить за тем, чтобы температура теплоносителя в обратной трубе во время отопительного сезона не опускалась ниже 60 о С.
Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.
Использование аккумуляторов тепла для системы отопления позволяет оптимизировать сжигание твердых видов топлива в котлах. Простыми словами, при наличии буферной емкости – теплоаккумулятора домовладельцу не нужно часто посещать котельную, а дрова будут сгорать в оптимальном режиме. Но для этого емкость нужно правильно подобрать, а потом и состыковать с отопительным оборудованием, что обязательно вызовет затруднения у несведущего человека. Поэтому стоит подробно разобраться, что собой представляет теплоаккумулятор для твердотопливного котла, как его подобрать и подключить к отоплению частного дома.
Схема отопления с буферным баком-аккумулятором тепла, и твердотопливным котлом
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.
Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью — аккумулятором тепла (чтобы увеличить, кликните по картинке). Система отопления открытая, работает под атмосферным давлением, но с принудительной циркуляцией теплоносителя в отопительных контурах.
Эта схема отличается от первой, тем, что система отопления здесь открытая, работает под атмосферным давлением. Контур подогрева горячей воды находится под давлением сети водопровода.
Для зарядки аккумулятора теплом используются два источника — твердотопливный котел и камин с водяной рубашкой.
Недостаток схемы в том, что не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при растопке котла. В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения ускоряют коррозию металла, что сокращает срок службы котла.
Схемы подключения
Способов обвязки котла твердотопливного с теплоаккумулятором и системой отопления существует немало. Но все они производные от базовой схемы, изображенной ниже. С ее помощью легко разобраться, как эти агрегаты работают в паре, а после все смонтировать своими руками.
Источник тепла, работающий на твердом топливе, имеет традиционный котловой контур со смесительным узлом, чья задача – не допустить подачу холодного теплоносителя в котел. Затем подающий и обратный трубопроводы подключены к буферной емкости, соответственно, сверху и снизу. Таким же образом к теплоаккумулятору присоединяется система отопления, тоже оснащенная узлом смешивания. Его цель – поддерживать в системе требуемую температуру воды, подмешивая часть горячего теплоносителя при необходимости.
Важный момент. Фактическая производительность циркуляционного насоса котлового контура должна быть немного выше, чем у насосного агрегата отопительной сети. Соблюдение этого условия позволит потокам внутри теплоаккумулятора двигаться в правильном направлении (показаны на схеме белыми стрелками).
На самом деле сетевой насос будет мощнее котлового и вот почему. Сопротивление сети трубопроводов и радиаторов выше, нежели 3—5 м трубы от твердотопливного котла до теплоаккумулятора. Более высокая мощность и напор нужны агрегату, чтобы преодолеть это сопротивление. Поэтому более слабый насос котлового контура сможет обеспечить больший расход, надо только верно настроить оба агрегата. Есть 2 варианта решения вопроса:
Одновременный прогрев отопительных приборов и послойная загрузка теплоаккумулятора возможна, когда потоки внутри бака движутся по горизонтали с небольшим преобладанием со стороны твердотопливного котла. Возникает вопрос – как это проверить? Возникает ответ: на обеих вводах обратки в бак надо поставить термометры (как на схеме) и выполнять регулировку, переключая скорости насосов или вращая балансировочный вентиль. Важное условие: трехходовой клапан отопительной сети нужно полностью открыть вручную.
Альтернативная схема
Данная схема обвязки буферной емкости и твердотопливного котла предложена одним из участников популярного форума. Ее особенность состоит в том, что при отключении электроэнергии работоспособность схемы сохраняется, хотя за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами стальных труб. Ниже на рисунке изображено подключение теплоаккумулятора к закрытой системе отопления, но при монтаже ее лучше сделать открытой, о чем говорит и сам автор.
Вкратце суть такова: благодаря Т-образному вводу сверху бака происходит одновременный нагрев радиаторов и «зарядка» термоаккумулятора, сделанного своими руками. Насосом котлового контура управляет накладной датчик на подающей магистрали, включая агрегат по достижении в нем температуры 60 °С. Циркуляция в сети зависит от комнатного термостата, с которым связан сетевой насос.
Примечание. Предложенная схема обвязки проверена ее создателем на собственном опыте. Все подробности ее монтажа и эксплуатации описаны автором на форуме
Сравнение популярных моделей
Выпуском бак-аккумуляторов тепла занимается множество отечественных и зарубежных производителей. Приведем сравнительную таблицу некоторых моделей российских и иностранных моделей емкостью 500 литров.
Данная таблица наглядно показывает, что цена накопительного бака для отопления с примерно одинаковыми параметрами может находиться в достаточно широких пределах.
Главным образом стоимость зависит от материала (углеродистая сталь или нержавейка), ее формы (обычная или тороидальная), а также наличия дополнительных опций или возможности их установки.
Тепловые схемы
В простейшем исполнении в теплоаккумулятор монтируется ТЭН, который нагревает ТА по ночному тарифу и днем отдает тепло. В качестве ТА народные умельцы берут готовую емкость-заготовку (или изготавливают самостоятельно) соответствующего размера, вваривают патрубки для ТЭНа и подключения теплоносителя, теплоизолируют. Получается бюджетная и пригодная для эксплуатации система открытого типа – котел, теплоаккумулятор и расширительный бак – три в одном. В закрытых системах (работающих под избыточным давлением), применяют теплоаккумуляторы заводского изготовления, но суть от этого не меняется, только цена.
Минус теплоаккумулятора со встроенным ТЭНом в ситуациях, когда система истощает запас тепла в ТА в середине дня, а дом нужно продолжать греть. Греть по дневному тарифу весь объем теплоаккумулятора неприятно, получить желаемое в системе отопления тепло только спустя несколько часов ещё неприятнее.
Более продуманная, но более сложная в реализации схема – электрокотел ставится отдельно от теплоаккумулятора, благодаря трехходовым клапанам теплоноситель переключается в нужном направлении в зависимости от ситуации.
Схема, оптимальная по набору оборудования
Тепловая схема электрокотел + теплоаккумулятор
Котел по ночному тарифу может работать только на нагрев теплоаккумулятора. Котел по дневному тарифу включается на нагрев системы отопления, минуя ТА, по двум условиям – остыл ТА и есть запрос тепла от С.О.
Ночью возможна одновременная работа электрокотла на нагрев ТА и работа системы отопления от ТА, при наличии запроса тепла от С.О. В результате ТА может не успеть нагреться до максимальной температуры.
Основным нюансом при монтаже, позволяющим избавиться от лишнего оборудования, является необходимость обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление по кольцу ТА-С.О. и сравнительно большое сопротивление по кольцу Котел – С.О.
Если котловой насос выключен, насос системы отопления будет забирать теплоноситель из теплоаккумулятора. Если котловой насос включен и трехходовой клапан открыт в сторону системы отопления (дневной тариф) – теплоноситель будет двигаться, минуя ТА. Сопротивление теплоносителю по пути С.О.-котел будут оказывать: грязевой фильтр, выключенный насос, обратный клапан, трубопроводы.
Схема управления аналогична первой рассмотренной в статье котельной с небольшими изменениями.
Схема со встроенным ТЭНом
Представленный выше пример проекта не единственный возможный вариант решения задачи – способов много. Один из самых очевидных – помимо теплоаккумулятора со своим блоком ТЭНов, параллельно установить электрокотел и организовать переключение потоков теплоносителя по описанному выше алгоритму – либо трехходовым клапаном, либо двумя отдельными насосами.
Тепловая схема котельной
Источник 1 – Теплоаккумулятор со встроенным блоком ТЭНов. Объем ТА и мощность ТЭНов подобраны из расчёта нагрева от минимальной до максимальной температуры за период действия ночного тарифа.
Источник 2 – Простейший электрокотел или теплообменник с блоком ТЭНов и блоком управления.
трехходовой клапан М – Переключение источников тепловой энергии.
Трехходовой клапан ТС – поддержание температурного графика в системе внутрипольного отопления. Можно заменить приводом с погодозависимым управлением.
Насос – обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе отопления.
Плюсами схемы является простота, минимальный набор оборудования и возможность параллельного нагрева ТА по ночному тарифу и работы электрокотла на систему отопления – если это позволяет выделенная на дом электрическая мощность. Релейной логикой можно реализовать любой алгоритм на основании своих пожеланий.
Из минусов – замена блока ТЭНов в теплоаккумуляторе проблематична, весь объем теплоносителя из буферной емкости придется сливать. Чтобы этого избежать, можно вместо ТЭНов подключить к ТА ещё один электрокотел с насосом и группой безопасности (как подключают твердотопливный котел к ТА), но это приводит к удорожанию котельной.
Схема буферной емкости-аккумулятора тепла системы отопления, из нескольких баков
Некоторые умельцы делают сами или заказывают на стороне изготовление буферных баков из отрезков стальных труб большого диаметра — 300-800 мм. После установки на место баки утепляют.
Такие баки часто обходятся значительно дешевле. чем готовые буферные емкости, которые продаются на строительном рынке. Отсутствие защиты от коррозии в таких самодельных баках частично компенсируется увеличенной толщиной металла стенки.
Для защиты от электрохимической коррозии бак рекомендуется заземлить, а внутри бака разместить магниевый анод от промышленного водонагревателя.
Буферную емкость необходимого объема можно получить, соединив трубами два и более баков меньшего размера.
Верхнюю и нижнюю части баков соединяют между собой трубами диаметром не менее чем полтора дюйма .
Получается батарея баков, соединенных между собой подобно секциям батареи отопления.
К котловому и отопительному контурам батарея из баков подключается по диагональной схеме. Такое соединение обеспечивает одинаковое распределение температуры воды во всех баках буферной емкости.
Последний бак в батарее (бак № 2 на схеме) может выполнять функции гидравлического разделителя между радиаторной системой отопления и теплыми полами.
Схемы обвязки электрокотел+теплоаккумулятор
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.
Дорабатываем схему №1 – все потребители снабжаются отдельными насосными группами – прямыми или смесительными, не зависящими друг от друга.
Правила установки и расчет
Преимущества и недостатки буферной емкости
Буферная емкость для котла
К основным преимуществам системы отопления с тепловым аккумулятором относятся:
К недостаткам аккумуляторов тепла для системы отопления можно отнести:
Интересное решение: теплоаккумулятор в интерьере дома.
Использование теплового аккумулятора экономически выгодно не только для твердотопливных котлов, но и для электрических или газовых систем обогрева.
В случае с электрокотлом. ТА включается на полную мощность ночью, когда тарифы на электроэнергию значительно ниже. Днем, когда котел отключен, обогрев помещений осуществляется за счет тепла, накопленного за ночь.
Для газовых котлов экономия достигается за счет попеременного использования самого котла и ТА. При этом газовая горелка включается гораздо реже, что обеспечивает меньший расход газа .
Нежелательна установка теплонакопителя в отопительных системах, где требуется быстрый и или кратковременный нагрев помещения, так как этому будет мешать повышенная инерционность системы.
Вместо указанных в статье теплоаккумуляторов успешно можно использовать накопительные водонагреватели емкостью от 200 л, включенных параллельно. Теплоаккумуляторы подключаются к отопительному котлу после штатного нагрева дома и (или) угрозы перегрева котла. Это намного дешевле, чем предлагаемые варианты. К тому же ТЭНы водонагревателей могут быть использованы в перерыве работы котла, например, ночью. Это выгодно при многотарифном счетчике. Единственно, при использовании в качестве теплоносителя этилен или пропилен -гликоль из водонагревателей надо удалить магниевый стержень, установленный для смягчения воды. У меня такая система работает четыре года, позволяя даже зимой топить твердотопливный котел раз в сутки. При сильных морозах (от -27) дважды в сутки. Теплоаккумулятором служат три накопительных водонагревателя емкостью каждый 200 л. Каждый водонагреватель обошелся мне в 9700.
Для удобной эксплуатации установку пеллетного твердотопливного котла необходимо производить в просторном помещении. При его размещении необходимо соблюдать параметры технологических отступов от стен и иных поверхностей, которые указаны в паспорте изделия.
На практике бывали случаи, когда после полугода эксплуатации обнаруживалось, что невозможно открыть зольник для его очистки.
Основным критерием пригодности помещения является хорошая естественная или принудительная приточная вентиляция и правильно устроенный дымоход. Наиболее часто применяемые схемы устройства дымохода, вы можете видеть ниже:
Схема А и Б устройство дымохода в помещении дома. В качестве вытяжного канала используются вентиляционные шахты, устроенные в тоще стен. Эти каналы обязательно должны быть изолированы от основной системы естественной вентиляции дома.
Схема В – выведение дымохода из котельной устроенной в подвальном помещении.
Схемы Г и Д устройство внешнего дымохода из специально построенной котельной или помещения дома.
Во всех вариантах устройства дымоходов необходимо установить:
Монтаж твердотопливного котла рекомендуется производить на фундаментную подушку с теплоизолирующим слоем. В помещении необходимо установить специальный газоанализатор, если такого нет в стандартной комплектации приобретенной модели.
Правила установки пеллетного бункера
Кроме встроенного бункера, который имеет небольшой объем и должен часто заполняться топливом, многие владельцы подключают к системе внешний бункер большого объема.
Для хранения пеллет подойдут любые емкости, главное условие – герметичность конструкции, если она находится вне отапливаемого помещения. Выбирая объем бункера, необходимо исходить из стандарта 1 тонна пеллет занимает до 2м3. высота конструкции не является критичной величиной.
Бытует мнение, что в высоких емкостях нижние слои гранул бывают раздавленными, это не соответствует действительности. Качественно изготовленные топливные гранулы выдерживают довольно большое давление.
Емкость должна находиться на расстоянии не далее 12м от котла. Допускается усложнение конструкции шнека или использование перевалочных бункеров накопителей, но использовать при этом нужно исключительно высококачественное топливо. Иначе труха, попадающая в топку в больших количествах, снизит КПД и может повредить механизмы подачи и дозирования котла.
В нижней части конуса бункера, под выходом топливозабора, необходимо предусмотреть ревизию, для систематического удаления трухи. Если конус имеет небольшую площадь сечения, происходит зависание спрессовавшихся под давлением масс гранул. В этом случае рекомендуется устанавливать специальное приспособление «шнековый ворошитель».
Бункер подключенный к котлу.
Схемы обвязки теплового аккумулятора
Осмелимся предположить, что если вы заинтересовались этой статьей, то, скорее всего, решили сделать тепловой аккумулятор для отопления и его обвязку своими руками. Схем подключения можно придумать много, главное, чтобы все работало. Если вы правильно понимаете процессы, происходящие в контуре, то вполне можете поэкспериментировать. То, как вы подключите ТА к котлу, повлияет на работу всей системы. Давайте для начала разберем самую простую схему отопления с теплоаккумулятором.
На рисунке вы видите направление движений теплоносителя. Обратите внимание на то, что движение обратки вверх запрещено. Чтобы этого не происходило, насос между ТА и котлом должен прокачивать большее количество теплоносителя, нежели тот, который стоит до резервуара. Только в таком случае будет образовываться достаточная втягивающая сила, которая будет отбирать часть тепла из подачи. Минус такой схемы подключения – это длительное время разогрева контура. Чтобы его сократить, нужно создать кольцо прогрева котла. Его вы можете увидеть на следующей схеме.
Схема обвязки ТА с контуром прогрева котла
Суть контура разогрева заключается в том, что термостат не подмешивает воду из ТА до тех пор, пока котел не прогреет ее до установленного уровня. Когда котел разогрелся, часть подачи уходит в ТА, а часть перемешивается с теплоносителем из резервуара и поступает в котел. Таким образом, нагреватель всегда работает с уже нагретой жидкостью, что увеличивает его КПД и время разогрева контура. То есть батареи станут теплыми быстрее.
Такой метод установки теплоаккумулятора в систему отопления позволяет использовать контур в автономном режиме, когда насос работать не будет. Обратите внимание, что на схеме показаны только узлы подключения ТА к котлу. Циркуляция теплоносителя к радиаторам происходит по-другому контру, который также проходит через ТА. Наличие двух байпасов позволяет перестраховаться дважды:
В принципе, в такую конструкцию можно внести некоторые упрощения. Учитывая тот факт, что у обратного клапана высокое сопротивление потока, его можно исключить из схемы.
Схема обвязки ТА без обратного клапана для гравитационной системы
При этом, когда пропадет свет, нужно будет вручную открыть шаровой кран. Следует сказать, что при такой разводке ТА должен находиться выше уровня радиаторов. Если вы не планируете, что система будет работать самотеком, то обвязку системы отопления с теплоаккумулятором можно выполнить по схеме, указанной ниже.
Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией
В ТА создается правильное движение воды, что позволяет шар за шаром, начиная с верхнего, прогревать ее. Возможно, возникнет вопрос, что делать, если не станет света? Об этом мы рассказывали в статье об источниках альтернативного питания для системы обогрева . Это будет экономнее и удобнее. Ведь гравитационные контуры выполняются из труб большого сечения, к тому же должны соблюдаться не всегда удобные уклоны. Если посчитать цену труб и фитингов, взвесить все неудобства монтажа и сравнить это все с ценой ИБП, то идея установки альтернативного источника питания станет очень привлекательной.
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.
Конструктивные особенности теплонакопителя
Основным элементом любого ТА является термоаккумулирующий материал, обладающий высокой теплоемкостью.
В зависимости от вида применяемого материала теплоаккумуляторы для котла могут быть:
Для отопления и горячего водоснабжения частных домов применяются бак-аккумуляторы горячей воды, где в качестве термоаккумулирующего элемента выступает именно вода, обладающая высокой удельной теплоемкостью.
Вместо воды иногда используют антифриз. предназначенный для систем отопления дома.
Примером водяного ТА с дополнительным электронагревательным элементом для системы горячего водоснабжения может служить современный накопительный водонагреватель.
Обычный аккумулятор тепловой энергии представляет собой герметичный металлический бак различного объема (от 200 до 5000 литров и более), как правило, цилиндрической формы, заключенный в наружную оболочку (корпус).
Между баком и внешней оболочкой находится утепляющий слой из теплоизолирующего материала.
В верхней и нижней частью бака имеются по два патрубка для подключения к отопительному котлу и к самой системе отопления.
В донной части обычно находится дренажный кран для слива жидкости, а сверху располагается предохранительный клапан для автоматического стравливания воздуха при повышении давления внутри буферного бака. Также могут иметься фланцы для подключения датчиков давления и температуры (термометра).
Иногда внутри буферной емкости может быть установлен один или несколько дополнительных нагревателей различного типа:
Основной задачей этих нагревателей является поддержание необходимой температуры нагрева рабочей жидкости внутри ТА.
Также внутри бака может располагаться теплообменник ГВС, обеспечивающий подачу горячей воды за счет ее нагрева рабочей жидкостью системы отопления.
Теплоаккумулятор для отопления
Мы продолжаем наш цикл статей темой, которая будет интересна тем, кто отапливает свое жилье твердотопливными котлами. Мы расскажем про теплоаккумулятор для котлов отопления (ТА) на твердом топливе. Это действительно нужный прибор, позволяющий сбалансировать работу контура, сгладить перепады температуры теплоносителя при этом еще и сэкономить. Сразу отметим, что теплоаккумулятор для электрокотлов отопления применяется только в том случае, если в доме стоит электросчётчик с раздельным подсчетом ночной и дневной энергии. В противном случае установка теплоаккумулятора для газовых котлов отопления не имеет никакого смысла.
