Kattilan lämpöakun kytkentä ja toimintaperiaate

Kodeissa, joissa ei ole kaasua tai keskuslämmitystä, käytetään yksilöllisiä lämmitysjärjestelmiä, mukaan lukien kiinteät polttoaineet ja sähkökattilat tai aurinkoenergiaa käyttävät aurinkojärjestelmät. Näillä järjestelmillä on tärkeä haittapuoli - epätasainen lämmitysväliaine johtuen toiminnan perusominaisuuksista tai ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Ne voidaan optimoida käyttämällä lämmitystä varten varaavaa akkua, joka tulee olemaan puskurin tehtävä lämmönlähteen ja kuluttajien välillä.

Lämpöakun tarkoitus

Erityyppisten lämmityskattiloiden lämpöakku on vaikuttava, vedellä täytetty säiliö, jonka avulla voit ratkaista lämmityskattilan käytön aikana ilmenevät ongelmat:

• energian ylitys;
• ylimääräinen lämmitysteho;
• veden ylikuumeneminen kattilassa;
• lämmityslämpötilan säännölliset vaihtelut, jotka johtuvat itse palamisprosessin epätasaisuudesta ja polttopuun, hiilen ennenaikaisesta asettamisesta;
• piikkien epäsuhta lämpöenergian tuotannossa ja kulutuksessa.

Jotkut ongelmista voidaan ratkaista asentamalla pyrolyysiboileri pitkään palamaan, mutta jälkimmäisessä tapauksessa se ei auta. Kattilan toiminnan erityispiirre on, että polttoaineen asettamisen jälkeen lämmönsiirtoteho kasvaa vähitellen, saavuttaen huippunsa, ja sitten myös vähitellen pienenee. Jos kattilaan ei lisätä polttoainetta ajoissa, se pysähtyy, jäähdytysneste alkaa jäähtyä ja sen mukana talon lämpötila laskee. Huippulämmöntuotannon aikana järjestelmä ei pysty jakamaan energiaa tehokkaasti, koska se on varustettu lämpötilansäätimillä, joten osa lämmöstä menee hukkaan. Jos kattila on sähköinen, on paljon kannattavampaa kerätä lämpöä yöllä, kun sähkö lasketaan alennetulla yönopeudella, jotta päivässä kulutetaan mahdollisimman vähän sähköä.

Lämmitysjärjestelmän lämmönvarastosäiliö on valmistettu ruostumattomasta tai tavallisesta teräksestä, ja se voidaan päällystää sisältä suojaavalla lakalla. Yläosassa olevat seinät maalataan lämmönkestävällä maalilla, sitten ne suljetaan lämmöneristävällä materiaalilla ja keinonahaisella. Itse asiassa kun lämmönvaraaja on kytketty, jäähdytysnesteen määrä lämmitysjärjestelmässä kasvaa, mikä antaa sinun kompensoida kattilan huipputehon ja samalla kerätä lämpöä siirtääksesi sitä jäähdytysnesteeseen, kun kattilan lämmöntuotannon teho laskee. Laadukkaan eristyksen ansiosta lämpöakun vesi viilenee pitkään. Sitä säilytetään lämmitettynä useita tunteja ja jopa päiviä, ja se syötetään järjestelmään pumpun kautta. Lämpöakun toimintaperiaate perustuu erilaisten ympäristöjen, erityisesti veden ja ilman, erilaiseen lämpökapasiteettiin. Yhden litran veden lämpötilan lasku yhden asteen johtaa ilman lämpötilan nousuun 1 m3 4 astetta.

Jos käytetään kiinteää polttoainetta ja sähkökattiloita, lämmönvaraajan asentaminen on toivottavaa, mutta ei välttämätöntä, niin lämpöakkumäärän läsnäolo aurinkojärjestelmässä on toiminnan välttämätön edellytys, koska aurinkoenergiaa ei voida saada illalla ja yöllä, ja syksyllä ja talvella pilvisinä päivinä järjestelmän käyttö on hyvin rajallista.

Hyödyt ja haitat

Lämpöakun käytön edut:

• Pitää lämpöenergiaa useita tunteja ja päiviä.
• Kattilan ylikuumeneminen ei ole mahdollista.
• Lämpöenergiaa ei mene hukkaan, vaan se kerääntyy myöhempää käyttöä varten, mistä johtuen kattilan ja koko lämmitysjärjestelmän hyötysuhde kasvaa.
• Voit säästää taloudellisia resursseja.
• Huoneiden ilman lämpötila pidetään helposti optimaalisella tasolla, terävät lämpötilan hyppyjä ei sallita.
• Ei tarvetta usein ladata polttoainetta.
• Kiinteän polttoaineen kattilan lisäksi voit asentaa aurinkokunnan, joka on ilmainen lämpöenergian lähde.
• Jotkut lämmönlämpöakkujen mallit voivat yhdistää kattilan toiminnot.

Järjestelmän haitat:

• Pitkä lämmitys - optimaalinen asennus koteihin, jotka on tarkoitettu pysyvään oleskeluun. Kesämökkeissä, joihin käydään talvella viikonloppuisin, tällainen laite ei tuo hyötyä.
• Korkeat kustannukset - ne maksavat suunnilleen saman verran kuin kattila, ja joskus kalliimpia.
• Merkittävät mitat ja paino - tästä johtuen kuljetuksen ja asennuksen aikana ilmenee tiettyjä vaikeuksia. Lisäksi kattilan välittömään läheisyyteen on asennettu lämmitykseen tarkoitettu lämpöakku, lisälaitteiden on sijaittava siellä, joten usein on tarpeen varata erityinen huone laitteiden asentamista varten ja valmistaa se erityisellä tavalla: varustaa tukialusta, joka tukee varaajan painoa. Täytettynä säiliö voi painaa 3-4.
• Suuren tehon kattila vaaditaan - taajuusmuuttajan ostaminen on perusteltua, jos kattilan tehoa ei käytetä täysimääräisesti, tehonvara on ainakin kaksinkertainen, muuten laite ei ole aktiivinen.

Valmistettaessa lämpöakkua omilla käsilläsi voit säästää huomattavasti. Yksinkertaisin muotoilu on valmistettu ruostumattomasta teräksestä tai jopa ruostumattomasta teräksestä, jonka paksuus on vähintään 3 mm. Tarvitset myös kupariputken, jonka halkaisija on 3 cm ja pituus 14 m. Se on taivutettu spiraalissa ja asetettu säiliön sisään. Asenna alhaalta kylmä vesi, ylhäältä kuumahana, asenna tulppa hanoihin. Kiinteän polttoaineen kattilaan on ehdottomasti tarpeen eristää itse valmistettu lämpöakku, muuten se on tehoton. Paine- ja lämpötila-anturit on myös asennettava.

Jos sylinterimäistä säiliötä ei ole mahdollista hitsata, voit tehdä lämpöakkua lämmitystä varten suuntaissärmiön muodossa - tämän muotoinen säiliö on helpompi valmistaa omin käsin. Kulmat vahvistavat lisäksi, täydentävät rakennetta ulkoisesti jäykisteillä - ne hitsataan 30-35 cm: n etäisyydelle toisistaan. Laitteen halkaisijan ja korkeuden suhde on 1: 3 (4).

Valintakriteeri

Lämmönvaraaja on valittava tarkkojen laskelmien mukaisesti, joissa otetaan huomioon kodin lämmitysjärjestelmän parametrit. Laskettujen arvojen lisäksi otetaan kuitenkin huomioon lämpövarastointilaitteiden yleiset ominaisuudet.

• Paine lämmitysjärjestelmässä. Tämän parametrin mukaan lämmönvaraajan on vastattava lämmitysjärjestelmää. Joka tapauksessa arvo voi olla suurempi, mutta ei pienempi. Se, minkä painon käyttölaite kestää, riippuu seinämän paksuudesta, säiliön muodosta ja valmistusmateriaalista. Kattiloiden lämpöakkuissa, jotka kestävät yli 4 bar, on kupera ala- ja yläkansi.
• Puskurisäiliön tilavuus. Tätä parametria pidetään tärkeimpänä ja he yrittävät valita sellaisen tilavuuden kapasiteetin, että taajuusmuuttaja voi kerätä kaiken ylimääräisen lämmön. Mutta samaan aikaan ei tarvita liian tilavaa laitetta.
• Ulkomitat ja paino. Laitteiden kuljetus ja sijoittaminen on käsiteltävä, joten sinun on laskettava huolellisesti kaikki: kulkeeko säiliö oviaukosta, kestävätkö lattiat säiliön täyttyessä vedellä?
• Varustus lisälämmönvaihtimilla.Niiden avulla voit edelleen optimoida järjestelmän toiminnan. Mallit valitaan koko järjestelmän monimutkaisuuden perusteella.
• Mahdollisuus asentaa lisälaitteita. Yhdessä akun leikepöydän kanssa asennetaan lisälämmityselementit, anturit ja lämpötilansäätimet. Jos kaikki järjestelmän elementit on valittu oikein, voit vähentää polttoaineen kulutusta puoleen.

Tankit ovat hiiliterästä tai ruostumatonta terästä. Jälkimmäiset ovat kalliimpia ja kestävät pidempään, ja ensimmäisissä on välttämättä korroosionestopinnoite. Sinun on varmistettava sen laatu.

Kattilan puskuritehon tilavuuden laskeminen

Puskurisäiliön tilavuus lasketaan yleensä siten, että yhden polttoainemerkin polttamisen aikana lämpöakku säilyttää kaiken kattilan tuottaman lämmön. Vain likimääräiset laskelmat voidaan tehdä yksin, ottamatta huomioon lämmityspatterien lämpöhäviöitä ja huoneen lämpötilan vaikutuksia. Peruskaava lämpöakkumäärän laskemiseksi:

W = k × m × s × Δtmissä

• W - ylimääräinen lämpö;
• m - nesteen massa;
• kanssa - jäähdytysnesteen lämpökapasiteetti;
• At - asteiden lukumäärä, jolla jäähdytysnestettä lämmitetään;
• K - kattilan hyötysuhde.

Tästä eteenpäin sinun on laskettava jäähdytysnesteen massa:m = W / (k × s × At).

Kuten W määritetään kattilan tuottaman ja talon lämmitykseen käytetyn energian arvojen erona, on myös tarpeen selventää niitä ja polttoaineen kirjanmerkin palamisaikaa. Jos kattilan teho ilmoitetaan laitesertifikaatissa, lämmityksen lämpöenergian kulutus on laskettava. Polttoaineen palamisaika määritetään empiirisesti. Oletetaan, että se on 3 tuntia, ja talon lämmittäminen vie 10 kW / h. Joten 3 tunnissa se käytetään:10 × 3 = 30 kW.

Lämmöntuotanto kattilalla, jonka teho on 22 kW / h, on:22 × 3 = 66 kW.

Laskentatulosten mukaan ylimääräinen lämpö on:W = 66 - 30 = 36 kW. Kääntämme watteina, saamme 36000 wattia.

Kaavan avulla m = W / (k × s × Δt), määritä haluttu vesimassan arvo. Tehokkuus ilmoitetaan passissa prosentteina. Tämä arvo on muunnettava desimaaliksi, jaettuna 100: lla. Esimerkiksi 80/100 = 0,8. Veden lämpökapasiteetti on 4,19 kJ / kg × ° C tai 1,164 W × h / kg × ° C tai 1,16 kW / m³ × ° C.

At määritetään mittaamalla tulo- ja paluuputkien lämpötila, vähentämällä pienempi suuremmasta arvosta. Esimerkiksi:AT = 88 - 58 = 30 ° C.Tällä tavoin,m = 36000 / (0,8 x 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

Kattilan tuottaman ylimääräisen energian säilyttämiseksi tarvitaan vähintään 1 288,7 m3: n kapasiteetti. Jaspi GTV Teknik 1500 litran lämpöakku on sopiva. Vaatimuksellisemmilla laskenta-arvoilla voit rajoittaa itsesi esimerkiksi tankkiin 750 litraan.

DIY-menetelmät ja -järjestelmät

Yhteyden monimutkaisuus ja ominaisuudet riippuvat lämmön varastoinnin tyypistä. Siksi sinun pitäisi ymmärtää mitä he ovat.

• Yksinkertaisin muotoilu on tyhjä säiliö sisällä. Kattila ja kuluttajat kytketään suoraan. Käyttö on optimaalista, jos kaikissa piireissä käytetään samaa jäähdytysnestettä, paine järjestelmässä ei ylitä varaajan sallittuja arvoja ja kattilasta toimitetun jäähdytysnesteen lämpötila ei ylitä lämmityspiirin sallittuja arvoja. Jos kahta ensimmäistä vaatimusta ei täytetä, sinun on käytettävä järjestelmään kytkettäessä ylimääräisiä ulkoisia lämmönvaihtimia. Jälkimmäisessä tapauksessa tulisi asentaa sekoitusyksiköt kolmitieventtiileillä.
• Puskurisäiliö, jossa on sisäinen lämmönvaihdin - yksi tai useampi. Lämmönvaihdin on kierreputki, joka on valmistettu kuparista tai ruostumattomasta teräksestä. Tällaisessa säilytysväliaineessa jäähdytysneste sekoitetaan. Alaosassa oleva kela lämmittää lämmönsiirtoainetta, kuuma vesi ryntää ylöspäin niin tiheänä.Yläosassa on toinen kela, joka vie energiaa ja vie sen lämmityspiireihin. Tämäntyyppinen laite on optimaalinen käytettäessä erityyppisiä jäähdytysnesteita, korkeassa paineessa ja jäähdytysnesteen lämpötilassa ja kytkettäessä useita lämpögeneraattoreita.
• Säiliö, jossa on virtaava kuumavesisyöttöpiiri. Lämmönvaihdin sijaitsee enimmäkseen säiliön yläosassa. Sen tulisi olla valmistettu metallista, joka täyttää ruokaveden kulutuksen vaatimukset. Piirit on kytketty suoraan. Tällainen järjestelmä on edullinen tasaisen kuumavesivirtauksen kanssa.
• Lämpöakku sisäisellä kattilalla. Lämmitetty vesi kotitalouskäyttöön varastoidaan säiliöön. Tämän tyyppinen lämpöakku voidaan helposti integroida avoimeen ja suljettuun lämmitysjärjestelmään, joka on varustettu kiinteällä polttoaineella, sähkökattiloilla ja aurinkokeräimillä. Tämän tyyppiset puskurisäiliöt ovat erityisen merkityksellisiä käytettäessä sähkökattiloita, kun lämmönsiirtolaitetta lämmitetään yöllä ja vettä kulutetaan päivällä. 150 litran kattila on riittävä keskimääräisen perheen keskimääräiseen päivittäiseen vedenkulutukseen.

Lämmitysjärjestelmään tarkoitetulle lämmönkeruulaitteelle on useita poistoputkia, ja ne sijaitsevat säiliötä pitkin pystysuunnassa, koska korkeuden kohdalla on lämpötilagradientti. Tämä tehdään siten, että on mahdollista kytkeä piirejä, joilla on erilaisia ​​jäähdytysnesteen lämpötilan vaatimuksia, lämpötilansäätimien kuormituksen vähentämiseksi. Seurauksena on, että lämpöenergiaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti.

Muun tyyppiset järjestelmät:

1. Yksinkertainen vannejärjestelmä, joka rajoittaa sopeutumiskykyä. Kuuma vesi nousee ylös ja otetaan ylhäältä, jäähdytyksen jälkeen se lasketaan ja tulee jälleen kattilaan. Sitä käytetään, jos paine ja lämpötila lämpögeneraattorissa ja lämmityspiireissä ovat samat. Lämpötilaa säädetään vain jäähdytysnesteen virtauksen lisäämis- / vähentämismenetelmällä.
2. Järjestelmässä on sekoitusyksiköitä, ohitus, joten jäähdytysnesteen lämpötilan tarkempi säätö on mahdollista. Laitteiden tehokkuus saavutetaan asentamalla esimerkiksi kolmitieventtiilit.
3. Järjestelmään sisältyy ylimääräinen säiliö, jonka vuoksi pieni määrä kuumaa vettä on saatavana heti kattilan käynnistyksen jälkeen. Kuluttajan ei tarvitse odottaa, kunnes järjestelmä on täysin lämmitetty, mutta vesivaranto ei ole suuri ja järjestelmä lämpenee hitaammin kuin klassinen.
4. Puskurisäiliön sisällä on yksi kela, lähteestä tuleva lämpöenergia kulkee sen läpi, ja lämmönvarastointisäiliössä oleva jäähdytysneste kuumennetaan jo kelasta. Tämän tyyppisessä järjestelmässä käytetään erilaisia ​​jäähdytysnesteitä. Voit valita ne, joita ei voi sekoittaa kemiallisten ominaisuuksien yhteensopimattomuuden vuoksi. Käämin kautta voidaan toimittaa lämmitystä tai kuumaa vettä, tai lähteen jäähdytysneste kiertää tässä ympyrässä.
5. Järjestelmään on asennettu ylimääräinen ulkoinen lämmönvaihdin. Sen avulla voit pitää halutun lämpötilan akussa.
6. Järjestelmä, jossa on virtaava kuumavesijärjestelmä. On optimaalista, jos kuumaa vettä käytetään tasaisesti. Muutoin on suositeltavaa ostaa energiaakku sisäänrakennetulla kattilalla.
7. Järjestelmä yhdellä kelalla ja yhteys vaihtoehtoiseen energialähteeseen, esimerkiksi aurinkokeräimeen. Sitä kutsutaan kaksiarvoiseksi. Liitäntä tehdään siten, että keräimellä on johtava rooli järjestelmän lämmityksessä ja kattila kytketään, kun lämpöenergiaa ei ole riittävästi.
8. Moniarvoinen järjestelmä, jossa päälämmitys tapahtuu matalan lämpötilan lähteillä, esimerkiksi aurinkokeräimellä ja geotermisellä lämpöpumpulla.Ne on kytketty lämpöakun alaosaan. Lämpöenergian kattilaa käytetään lisälämmönlähteenä.

Eri lämmityspiirien ja lämpöenergian lähteiden läsnä ollessa muodostetaan monimutkainen monimutkainen järjestelmä, jossa on monia lisäsäätölaitteita, antureita ja turvaryhmiä. On suositeltavaa antaa sen suunnittelu ammattilaisille, koska tarvitaan tarkkoja laskelmia.

Akun johtosarja lämpöä varten

Säiliön on oltava hyvin eristetty. Jos tämä on ostettu lämpöakku, sinun on arvioitava ulkoisen eristyksen paksuus ja laatu. Mitä parempi ja paksumpi lämpöeriste, sitä pidempään lämpö pysyy. Lämmöneristimen erityisen rakenteen ansiosta lämpöakku toimii kuin termos. Lämmöneristyksen paksuus korkealaatuisissa malleissa on noin 10 cm ja se peittää rungon, joka on maalattu lämmönkestävällä maalilla. Eristyksen päällä on kerros nahkaa. Itseeristys suoritetaan saman järjestelmän mukaisesti. Ensin säiliö maalataan korkeita lämpötiloja kestävällä maalilla, sitten se eristetään basalttivillalla, jonka paksuus on vähintään 150 mm, ja yläosa peitetään kalvolla.