Anschluss und Funktionsprinzip des Wärmespeichers für den Kessel

In Haushalten ohne Gas oder Zentralheizung werden einzelne Heizsysteme verwendet, einschließlich Festbrennstoff- und Elektrokessel oder Solarsysteme, die mit Solarenergie betrieben werden. Diese Systeme haben einen wichtigen Nachteil - ungleichmäßiges Heizmedium aufgrund der grundlegenden Merkmale der Funktion oder des Einflusses externer Faktoren. Sie können mithilfe eines Wärmespeichers zum Heizen optimiert werden, der die Rolle eines Puffers zwischen der Wärmequelle und den Verbrauchern spielt.

Der Zweck des Wärmespeichers

Der Wärmespeicher kann an jeden Kesseltyp angeschlossen werden

Der Wärmespeicher für verschiedene Arten von Heizkesseln ist ein beeindruckender Wassertank, mit dem Sie Probleme lösen können, die während des Betriebs des Heizkessels auftreten:

• Energieüberlauf;
• überschüssige Heizleistung;
• Überhitzung des Wassers im Kessel;
• periodische Schwankungen der Heiztemperatur aufgrund der Ungleichmäßigkeit des Verbrennungsprozesses selbst und der vorzeitigen Verlegung von Brennholz, Kohle;
• Nichtübereinstimmung von Spitzen bei der Erzeugung und dem Verbrauch von Wärmeenergie.

Einige der Probleme können gelöst werden, indem ein Pyrolysekessel für lange Verbrennung installiert wird. Im letzteren Fall hilft dies jedoch nicht. Die Besonderheit des Betriebs des Kessels besteht darin, dass nach dem Einbringen des Brennstoffs die Wärmeübertragungsleistung allmählich zunimmt, Spitzenwerte erreicht und dann auch allmählich abnimmt. Wenn dem Kessel nicht rechtzeitig Brennstoff zugesetzt wird, stoppt er, das Kühlmittel beginnt abzukühlen und damit sinkt die Temperatur im Haus. Während der Spitzenwärmeerzeugung kann das System nicht die gesamte Energie effizient verteilen, da es mit Temperaturreglern ausgestattet ist, sodass ein Teil der Wärme verschwendet wird. Wenn der Kessel elektrisch ist, ist es viel rentabler, nachts Wärme zu speichern, wenn der Strom mit einer reduzierten Nachtrate berechnet wird, um tagsüber so wenig Strom wie möglich zu verbrauchen.

Der Wärmespeicher für das Heizsystem besteht aus Edelstahl oder normalem Stahl und kann von innen mit einem Schutzlack beschichtet werden. Die Wände oben werden mit hitzebeständiger Farbe gestrichen, dann mit wärmeisolierendem Material und Kunstleder verschlossen. Wenn ein Wärmespeicher angeschlossen wird, nimmt das Volumen des Wärmeträgers im Heizsystem zu, wodurch die Spitzenleistung des Kessels kompensiert und gleichzeitig Wärme zur Übertragung auf den Wärmeträger gespeichert werden kann, wenn der Kessel Wärmeenergie erzeugt. Dank der hochwertigen Isolierung kühlt sich das Wasser im Wärmespeicher lange ab. Es wird mehrere Stunden und sogar Tage in erhitztem Zustand gelagert und über eine Pumpe in das System eingespeist. Das Funktionsprinzip des Wärmespeichers basiert auf der unterschiedlichen Wärmekapazität verschiedener Umgebungen, insbesondere Wasser und Luft. Eine Abnahme der Temperatur von 1 Liter Wasser um ein Grad führt zu einer Erhöhung der Lufttemperatur um 1 m3 um 4 Grad.

Wenn die Verwendung von Festbrennstoff- und Elektrokesseln wünschenswert, aber nicht erforderlich ist, ist das Vorhandensein eines Wärmespeichers im Sonnensystem eine notwendige Voraussetzung für das Funktionieren, da es unmöglich ist, abends und nachts Sonnenenergie zu erhalten, und im Herbst und Winter an bewölkten Tagen ist die Verwendung des Systems sehr begrenzt.

Vorteile und Nachteile

Sie können einen Wärmespeicher installieren, in dem Kesselfunktionen vorhanden sind

Vorteile der Verwendung eines Wärmespeichers:

• Hält die Wärmeenergie mehrere Stunden und Tage lang.
• Kesselüberhitzung ist ausgeschlossen.
• Wärmeenergie wird nicht verschwendet, sondern angesammelt, um später genutzt zu werden. Dadurch steigt der Wirkungsgrad des Kessels und des gesamten Heizsystems.
• Ermöglicht das Einsparen von finanziellen Ressourcen.
• Die Lufttemperatur in den Räumen wird leicht auf dem optimalen Niveau gehalten, scharfe Temperatursprünge sind ausgeschlossen.
• Keine häufigen Kraftstoff-Downloads erforderlich.
• Zusätzlich zu einem Festbrennstoffkessel können Sie eine Solaranlage installieren, die eine freie Wärmeenergiequelle darstellt.
• Einige Modelle von Wärmespeichern zum Heizen können die Funktionen eines Kessels kombinieren.

Die Nachteile des Systems:

• Lange Heizung - optimale Installation in Häusern, die für einen dauerhaften Aufenthalt vorgesehen sind. In Sommerhäusern, die im Winter am Wochenende besucht werden, bringt ein solches Gerät keinen Nutzen.
• Hohe Kosten - sie kosten ungefähr das gleiche wie ein Kessel und sind manchmal teurer.
• Erhebliche Abmessungen und Gewicht - aus diesem Grund treten beim Transport und der Installation gewisse Schwierigkeiten auf. Darüber hinaus ist in unmittelbarer Nähe des Kessels ein zum Heizen vorgesehener Wärmespeicher installiert. Dort müssen zusätzliche Geräte angebracht werden. Daher ist es häufig erforderlich, einen speziellen Raum für die Installation von Geräten zuzuweisen und auf besondere Weise vorzubereiten: eine Stützplattform auszustatten, die das Gewicht des Akkus tragen kann. Wenn gefüllt, kann der Tank 3-4 wiegen.
• Ein Hochleistungskessel ist erforderlich - der Kauf eines Antriebs ist gerechtfertigt, wenn die Leistung des Kessels nicht voll ausgeschöpft wird, mindestens eine doppelte Gangreserve vorhanden ist, andernfalls ist das Gerät inaktiv.

Der Wärmespeicher kann mit Ihren eigenen Händen aus Edelstahl und einem Kupferrohr hergestellt werden

Bei der Herstellung eines Wärmespeichers mit eigenen Händen können Sie eine erhebliche Menge einsparen. Das einfachste Design besteht aus einem Edelstahlgehäuse oder sogar einem Edelstahlblech mit einer Dicke von mindestens 3 mm. Ein Kupferrohr mit einem Durchmesser von 3 cm und einer Länge von 14 m ist ebenfalls erforderlich. Es wird spiralförmig gebogen und im Tank platziert. Stellen Sie von unten eine Kaltwasserversorgung her, von oben einen Heißhahn für heiße, installieren Sie Absperrhähne an den Wasserhähnen. Es ist unbedingt erforderlich, einen von Ihnen selbst hergestellten Wärmespeicher für einen Festbrennstoffkessel zu isolieren, da er sonst unwirksam wird. Es ist auch erforderlich, Druck- und Temperatursensoren zu installieren.

Wenn es nicht möglich ist, einen zylindrischen Behälter zu schweißen, können Sie einen Wärmespeicher zum Heizen in Form eines Parallelepipeds herstellen - es ist einfacher, einen Tank dieser Form mit Ihren eigenen Händen herzustellen. Die Ecken verstärken sich zusätzlich, außen ergänzen sie das Design mit Versteifungen - sie sind in einem Abstand von 30-35 cm voneinander verschweißt. Das Verhältnis von Durchmesser und Höhe des Geräts beträgt 1: 3 (4).

Auswahlkriterium

Wählen Sie einen Wärmespeicher unter Berücksichtigung der Parameter des Heizsystems und der Art des Kühlmittels

Es ist notwendig, einen Wärmespeicher gemäß genauen Berechnungen auszuwählen, die die Parameter eines Hausheizungssystems berücksichtigen. Zusätzlich zu den berechneten Werten werden jedoch die allgemeinen Eigenschaften von Wärmespeichern berücksichtigt.

• Druck in der Heizungsanlage. Nach diesem Parameter muss der Wärmespeicher dem Heizsystem entsprechen. In jedem Fall kann der Wert höher, aber nicht niedriger sein. Welchen Druck der Antrieb aushalten kann, hängt von der Wandstärke, der Form des Tanks und dem Herstellungsmaterial ab. Die Wärmespeicher für Kessel mit mehr als 4 bar haben konvexe untere und obere Abdeckungen.
• Das Volumen des Puffertanks. Dieser Parameter wird als der wichtigste angesehen und sie versuchen, eine Kapazität mit einem solchen Volumen zu wählen, dass der Antrieb die gesamte überschüssige Wärme speichern kann. Gleichzeitig wird jedoch kein übermäßig umfangreiches Gerät benötigt.
• Außenmaße und Gewicht. Der Transport und die Platzierung der Ausrüstung müssen geregelt werden, daher müssen Sie alles sorgfältig berechnen: Wird der Tank in der Tür passieren, werden die Böden dem Tank standhalten, wenn er vollständig mit Wasser gefüllt ist.
• Ausstattung mit zusätzlichen Wärmetauschern.Mit ihnen können Sie die Funktionsweise des Systems weiter optimieren. Die Modelle werden entsprechend der Komplexität des gesamten Systems ausgewählt.
• Möglichkeit zur Installation zusätzlicher Geräte. Zusammen mit der Batterie-Zwischenablage werden zusätzliche Heizelemente, Sensoren und Temperaturregler installiert. Wenn alle Elemente des Systems richtig ausgewählt sind, können Sie den Kraftstoffverbrauch um die Hälfte reduzieren.

Die Tanks bestehen aus Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Letztere sind teurer und halten länger, und erstere haben notwendigerweise eine Korrosionsschutzbeschichtung. Sie müssen auf seine Qualität achten.

Berechnung des Volumens der Pufferkapazität des Kessels

Nach den Berechnungen muss der Wärmespeicher die gesamte Energie von einer Brennstofflasche in den Kessel aufnehmen

Das Volumen des Puffertanks wird normalerweise so berechnet, dass der Wärmespeicher während der Verbrennung eines Lesezeichens Brennstoff die gesamte vom Kessel erzeugte Wärme speichert. Nur ungefähre Berechnungen können allein durchgeführt werden, wobei der Wärmeverlust von Heizkörpern und der Einfluss der Raumtemperatur nicht berücksichtigt werden. Die Grundformel zur Berechnung des Volumens des Wärmespeichers:

W = k × m × s × & Dgr; two

• W. - überschüssige Wärme;
• m - Flüssigkeitsmasse;
• mit - Wärmekapazität des Kühlmittels;
• Δt - die Gradzahl, um die das Kühlmittel erwärmt werden soll;
• k - Kesselwirkungsgrad.

Von hier aus müssen Sie die Masse des Kühlmittels berechnen:m = W / (k × s × & Dgr; t).

Als W. ist definiert als die Differenz der vom Kessel erzeugten und für die Beheizung des Hauses aufgewendeten Energiewerte. Außerdem müssen diese und die Einbrennzeit des Brennstoff-Lesezeichens geklärt werden. Wenn die Kesselleistung im Gerätezertifikat angegeben ist, muss der Wärmeenergieverbrauch für die Heizung berechnet werden. Die Kraftstoffverbrennungszeit wird empirisch bestimmt. Nehmen wir an, es sind 3 Stunden und es dauert 10 kW / h, um ein Haus zu heizen. Also, in 3 Stunden wird es ausgegeben:10 × 3 = 30 kW.

Die Wärmeerzeugung durch einen Kessel mit einer Leistung von 22 kW / h beträgt:22 × 3 = 66 kW.

Nach den Berechnungsergebnissen beträgt die überschüssige Wärme:W = 66 - 30 = 36 kW. Wir übersetzen in Watt, wir bekommen 36000 Watt.

Mit der Formel m = W / (k × s × & Dgr; t)Bestimmen Sie den gewünschten Wert der Wassermasse. Die Effizienz wird im Pass als Prozentsatz angegeben. Dieser Wert muss in eine Dezimalzahl umgewandelt werden, die durch 100 geteilt wird. Beispiel: 80/100 = 0,8. Die Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,19 kJ / kg × ° C. oder 1,164 B × h / kg × ° C. oder 1,16 kW / m³ × ° C..

Δt bestimmt durch Messen der Temperatur der Vor- und Rücklaufleitungen, wobei der kleinere vom größeren Wert abgezogen wird. Zum Beispiel:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Auf diese Weise,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1,288,7 kg.

Um die gesamte vom Kessel erzeugte überschüssige Energie zu erhalten, ist eine Kapazität von mindestens 1.288,7 m3 erforderlich. Geeignet ist der Jaspi GTV Teknik 1.500 Liter Wärmespeicher. Mit bescheideneren Berechnungswerten können Sie sich auf einen Tank beschränken, beispielsweise auf 750 Liter.

DIY Methoden und Schemata

Der Wärmespeicher mit leerem Tank wird installiert, wenn der Druck im System niedrig ist

Die Komplexität und Merkmale der Verbindung hängen von der Art des Wärmespeichers ab. Daher sollten Sie verstehen, was sie sind.

• Das einfachste Design ist ein leerer Tank im Inneren. Der Kessel und die Verbraucher sind direkt verbunden. Die Verwendung ist optimal, wenn in allen Kreisläufen das gleiche Kühlmittel verwendet wird, der Druck im System die zulässigen Werte des Druckspeichers nicht überschreitet und die Temperatur des vom Kessel zugeführten Kühlmittels die zulässigen Werte für den Heizkreislauf nicht überschreitet. Wenn die ersten beiden Anforderungen beim Anschließen an das System nicht erfüllt sind, müssen Sie zusätzliche externe Wärmetauscher verwenden. Im letzteren Fall sollten Mischeinheiten mit Dreiwegeventilen installiert werden.
• Puffertank mit internem Wärmetauscher - einer oder mehrere. Der Wärmetauscher ist ein Spiralrohr aus Kupfer oder Edelstahl. In einem solchen Speichermedium wird das Kühlmittel gemischt. Die im unteren Teil befindliche Spule erwärmt den Wärmeträger, heißes Wasser strömt weniger dicht nach oben.Oben befindet sich eine weitere Spule, die Energie aufnimmt und an die Heizkreise weiterleitet. Dieser Gerätetyp ist optimal, wenn verschiedene Arten von Kühlmitteln bei hohem Druck und hoher Kühlmitteltemperatur verwendet und mehrere Wärmeerzeuger angeschlossen werden.
• Der Tank mit einem fließenden Kreislauf der Warmwasserversorgung. Der Wärmetauscher befindet sich meist oben am Tank. Es sollte aus Metall bestehen, das den Standards des Lebensmittelwasserverbrauchs entspricht. Stromkreise sind direkt angeschlossen. Ein solches System ist bei einem gleichmäßigen Heißwasserfluss vorzuziehen.
• Wärmespeicher mit Innenkessel. Erwärmtes Wasser für den Hausgebrauch wird im Speichertank gespeichert. Diese Art von Wärmespeicherbatterie kann leicht in offene und geschlossene Heizsysteme integriert werden, die mit festen Brennstoffen, Elektrokesseln und Solarkollektoren ausgestattet sind. Puffertanks dieses Typs sind besonders relevant, wenn Elektrokessel verwendet werden, wenn der Wärmeträger nachts erwärmt wird und tagsüber Wasser verbraucht wird. Ein 150-Liter-Kessel reicht für einen durchschnittlichen täglichen Wasserverbrauch einer durchschnittlichen Familie.

Es gibt mehrere Auslassrohre für den Wärmespeicher, die für das Heizsystem vorgesehen sind, und sie befinden sich vertikal entlang des Tanks, da entlang der Höhe ein Temperaturgradient besteht. Dies geschieht so, dass es möglich ist, Kreisläufe mit unterschiedlichen Anforderungen an die Temperatur des Kühlmittels anzuschließen, um die Belastung der Temperaturregler zu verringern. Dadurch wird Wärmeenergie so effizient wie möglich genutzt.

In einem System mit Dreiwegeventilen ist eine genauere Temperaturregelung möglich.

Andere Arten von Systemen:

1. Ein einfaches Umreifungsschema, das die Anpassungsfähigkeit einschränkt. Heißes Wasser steigt auf und wird vom oberen Punkt entnommen. Nach dem Abkühlen fällt es ab und tritt wieder in den Kessel ein. Es wird verwendet, wenn Druck und Temperatur im Wärmeerzeuger und in den Heizkreisläufen gleich sind. Die Temperatur wird nur durch die Methode zum Erhöhen / Verringern des Kühlmittelflusses reguliert.
2. Im System gibt es Mischeinheiten, Bypässe, daher ist eine genauere Einstellung der Temperatur des Kühlmittels möglich. Die Effizienz der Ausrüstung wird durch den Einbau von beispielsweise Dreiwegeventilen erreicht.
3. Das System enthält einen zusätzlichen Tank, aufgrund dessen unmittelbar nach dem Start des Kessels eine kleine Menge heißes Wasser zur Verfügung steht. Der Verbraucher muss nicht warten, bis das System vollständig beheizt ist, aber die Wasserversorgung ist nicht groß und das System erwärmt sich langsamer als das klassische.
4. Im Pufferspeicher befindet sich eine Spule, durch die Wärmeenergie von der Quelle fließt, und das Kühlmittel im Wärmespeicher wird bereits von der Spule erwärmt. In einem System dieses Typs werden verschiedene Kühlmittel verwendet. Sie können diejenigen auswählen, die aufgrund der Unverträglichkeit der chemischen Eigenschaften nicht gemischt werden können. Durch die Spule kann Heizung oder heißes Wasser zugeführt werden, oder das Kühlmittel von der Quelle zirkuliert in diesem Kreis.
5. Ein zusätzlicher externer Wärmetauscher ist im System installiert. Damit können Sie die gewünschte Temperatur in der Batterie halten.
6. System mit fließendem Warmwasserkreislauf. Es ist optimal, wenn heißes Wasser gleichmäßig verwendet wird. Andernfalls wird empfohlen, einen Energiespeicher mit eingebautem Kessel zu kaufen.
7. System mit einer Spule und Anschluss an eine alternative Energiequelle, beispielsweise einen Solarkollektor. Es heißt zweiwertig. Der Anschluss erfolgt so, dass der Kollektor eine führende Rolle bei der Heizung des Systems spielt und der Kessel angeschlossen wird, wenn nicht genügend Wärmeenergie vorhanden ist.
8. Ein mehrwertiges System, bei dem die Hauptheizung durch Niedertemperaturquellen, beispielsweise einen Solarkollektor und eine Erdwärmepumpe, erfolgt.Sie sind am Boden des Wärmespeichers angeschlossen. Ein Hochtemperaturkessel wird als zusätzliche Wärmeenergiequelle verwendet.

Bei Vorhandensein verschiedener Heizkreise und Wärmeenergiequellen wird ein komplexes verzweigtes System mit vielen zusätzlichen Einstellgeräten, Sensoren und Sicherheitsgruppen gebildet. Es wird empfohlen, das Design Fachleuten anzuvertrauen, da hochpräzise Berechnungen erforderlich sind.

Batteriekabel für Wärme

Der Behälter muss gut isoliert sein. Wenn es sich um einen gekauften Wärmespeicher handelt, müssen Sie die Dicke und Qualität der externen Isolierung bewerten. Je besser und dicker der Wärmeisolator ist, desto länger bleibt die Wärme. Dank der besonderen Struktur des Wärmeisolators funktioniert der Wärmespeicher wie eine Thermoskanne. Die Dicke der Wärmedämmung bei hochwertigen Modellen beträgt ca. 10 cm. Sie bedeckt den Körper mit hitzebeständiger Farbe. Auf der Isolierung befindet sich eine Schicht Kunstleder. Die Selbstisolierung erfolgt nach dem gleichen Schema. Zuerst wird der Tank mit einer Farbe beschichtet, die gegen hohe Temperaturen beständig ist, dann wird er mit Basaltwatte mit einer Dicke von mindestens 150 mm isoliert und die Oberseite wird mit Folie bedeckt.