Spoj i princip rada akumulatora topline za kotao

U kućama u kojima nema plina ili centralnog grijanja koriste se pojedinačni sustavi grijanja, uključujući bojlere na kruta goriva i električne uređaje ili solarne sustave koji rade na solarnu energiju. Ovi sustavi imaju važan nedostatak - neravnomjeran medij za grijanje zbog temeljnih značajki funkcioniranja ili utjecaja vanjskih čimbenika. Mogu se optimizirati pomoću akumulatora topline za grijanje, koji će igrati ulogu međuspremnika između izvora topline i potrošača.

Namjena akumulatora topline

Akumulator topline za razne vrste kotlova za grijanje impresivan je spremnik napunjen vodom, koji vam omogućuje da riješite probleme koji nastaju tijekom rada kotla za grijanje:

• prekoračenje energije;
• višak snage grijanja;
• pregrijavanje vode u kotlu;
• periodične fluktuacije temperature grijanja zbog neravnomjernosti samog procesa izgaranja i neblagovremenog polaganja drva, ugljena;
• neusklađenost vrhova u proizvodnji i potrošnji toplinske energije.

Neki se problemi mogu riješiti ugradnjom piroliznog kotla za dugo gorenje, ali u potonjem slučaju to neće pomoći. Posebnost rada kotla je da se nakon polaganja goriva snaga prijenosa topline postupno povećava, dostižući vršne vrijednosti, a zatim se također postupno smanjuje. Ako se gorivo ne doda u kotao na vrijeme, ono se zaustavlja, rashladno sredstvo se počinje hladiti, a s njim i temperatura u kući pada. Tijekom vršne proizvodnje topline sustav ne može učinkovito raspodijeliti svu energiju, jer je opremljen regulatorima temperature, pa se dio topline troši. Ako je kotao električni, mnogo je isplativije akumulirati toplinu noću, kada se električna energija izračuna po smanjenoj noćnoj stopi, tako da se tijekom dana troši što manje električne energije.

Spremnik topline za sustav grijanja izrađen je od nehrđajućeg ili običnog čelika, a može se iznutra premazati zaštitnim lakom. Zidovi na vrhu obojeni su toplinskom otpornom bojom, a zatim su zatvoreni toplinski izolacijskim materijalom i kožom. Zapravo, kada je priključen akumulator topline, povećava se volumen nosača topline u sustavu grijanja, što omogućuje kompenzaciju vršne snage kotla i istodobno akumuliranje topline za njegovo prenošenje u toplinski nosač kada kotao proizvodi toplinsku energiju. Zahvaljujući kvalitetnoj izolaciji, voda u akumulatoru topline dugo se hladi. Čuva se u zagrijanom stanju nekoliko sati, pa čak i dana, a u sustav se dovodi pomoću pumpe. Princip rada akumulatora topline temelji se na različitim toplinskim kapacitetima različitih okoliša, posebno vode i zraka. Pad temperature 1 litre vode za jedan stupanj dovodi do povećanja temperature zraka od 1 m3 za 4 stupnja.

Ako koristite krute goriva i električne kotlove, postavljanje akumulatora topline je poželjno, ali nije nužno, tada je prisutnost akumulatora topline u Sunčevom sustavu nužni uvjet za funkcioniranje, budući da nije moguće dobiti solarnu energiju u večernjim i noćnim satima, a u jesen i zimi u oblačnim danima upotreba sustava je vrlo ograničena.

Prednosti i nedostatci

Mogućnosti korištenja akumulatora topline:

• Zadržava toplinsku energiju nekoliko sati i dana.
• Isključeno je pregrijavanje kotla.
• Toplinska energija se ne troši, već se akumulira da bi je koristila u budućnosti, zbog toga se povećava učinkovitost kotla i sustava grijanja u cjelini.
• Omogućuje vam uštedu financijskih sredstava.
• Temperatura zraka u prostorijama lako se održava na optimalnoj razini, isključeni su oštri skokovi temperature.
• Nema potrebe za čestim preuzimanjem goriva.
• Osim kotla na kruto gorivo, možete instalirati solarni sustav, koji je besplatni izvor toplinske energije.
• Neki modeli toplinskih akumulatora za grijanje mogu kombinirati funkcije kotla.

Nedostaci sustava:

• Dugo grijanje - optimalna ugradnja u domove namijenjene stalnom boravku. U ljetnim kućicama, koje se zimi posjećuju vikendom, takav uređaj neće donijeti korist.
• Visoki troškovi - koštaju otprilike isto kao i bojler, a ponekad i skuplje.
• Značajne dimenzije i težina - zbog toga nastaju određene poteškoće tijekom transporta i ugradnje. Osim toga, akumulator topline namijenjen grijanju instaliran je u neposrednoj blizini kotla, tamo se mora nalaziti dodatna oprema, tako da je često potrebno izdvojiti poseban prostor za ugradnju uređaja i pripremiti ga na poseban način: opremiti potpornu platformu koja može poduprijeti težinu akumulatora. Kad se napuni, spremnik može težiti 3-4.
• Potreban je kotao velike snage - kupovina pogona je opravdana ako se snaga kotla ne iskoristi do kraja, postoji najmanje dvostruka rezerva snage, inače uređaj neće biti aktivan.

U proizvodnji akumulatora topline vlastitim rukama možete uštedjeti značajnu količinu. Najjednostavniji dizajn izrađen je od nehrđajućeg čelika ili čak i nehrđajućeg čelika s debljinom od najmanje 3 mm. Također će biti potrebna bakrena cijev promjera 3 cm i duljine 14 m. Savijena je u spiralu i postavljena unutar spremnika. Odozdo napravite opskrbu hladnom vodom, odozgo se na slavine instaliraju slavine za toplu vodu, zaporni ventili. Apsolutno je potrebno izolirati akumulator topline koji ste sami napravili za kotao na kruto gorivo, jer u protivnom neće biti učinkovit. Također je potrebno ugraditi senzore tlaka i temperature.

Ako nije moguće zavarivati ​​cilindrični spremnik, možete napraviti akumulator topline za grijanje u obliku paralelepipeda - lakše je napraviti spremnik ovog oblika vlastitim rukama. Kutovi dodatno ojačavaju, izvana nadopunjuju strukturu s učvršćivačima - zavareni su na udaljenosti od 30-35 cm jedan od drugog. Omjer promjera i visine uređaja je 1: 3 (4).

Kriteriji za odabir

Potrebno je odabrati akumulator topline u skladu s točnim izračunima koji uzimaju u obzir parametre sustava grijanja kuće. Međutim, osim izračunatih vrijednosti, uzimaju se u obzir i opće karakteristike uređaja za termičko skladištenje.

• Tlak u sustavu grijanja. Prema ovom parametru, akumulator topline mora odgovarati sustavu grijanja. Vrijednost u svakom slučaju može biti veća, ali ne i niža. Koji će pritisak izdržati pogon ovisi o debljini stijenke, obliku spremnika i materijalima izrade. Akumulatorji topline za kotlove koji imaju više od 4 bara imaju konveksni donji i gornji poklopac.
• Volumen spremnika pufera. Ovaj se parametar smatra najvažnijim i pokušavaju odabrati kapacitet takvog volumena da pogon može akumulirati svu suvišnu toplinu. Ali istodobno, pretjerano voluminozan uređaj nije potreban.
• Vanjske dimenzije i težina. Morate se pozabaviti prijevozom i smještajem opreme, tako da morate pažljivo izračunati sve: hoće li spremnik proći na vratima, hoće li podovi izdržati spremnik kada je u potpunosti napunjen vodom.
• Opremanje dodatnim izmjenjivačima topline.Omogućuju vam daljnje optimiziranje funkcioniranja sustava. Modeli su odabrani u skladu sa složenošću cijelog sustava.
• Mogućnost instaliranja dodatnih uređaja. Zajedno s međuspremnikom baterije ugrađeni su dodatni grijaći elementi, senzori i regulatori temperature. Ako su svi elementi sustava odabrani pravilno, možete smanjiti potrošnju goriva na pola.

Rezervoari su izrađeni od ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika. Potonji su skuplji i traju duže, a prvi nužno imaju antikorozivni premaz. Morate biti sigurni u njegovu kvalitetu.

Izračun volumena puferskog kapaciteta kotla

Volumen spremnika pufera obično se izračunava na način da tijekom izgaranja jedne pločice goriva akumulator topline zadržava svu toplinu koju stvara bojler. Samo približno mogu se izračunati približni izračuni koji ne uzimaju u obzir gubitak topline radijatora grijanja i utjecaj temperature zraka u sobi. Osnovna formula za proračun volumena akumulatora topline:

Š = k × m × s × Δtgdje

• W - višak topline;
• m - masa tekućine;
• s - toplinski kapacitet rashladne tekućine;
• Dt - broj stupnjeva za zagrijavanje rashladne tekućine;
• k - učinkovitost kotla.

Odavde morate izračunati masu rashladne tekućine:m = W / (k × s × Δt).

Kao W definira se kao razlika u vrijednostima energije koju kotao troši i troši se na grijanje kuće, također je potrebno razjasniti ih i vrijeme izgaranja oznake goriva. Ako je snaga kotla navedena u potvrdi uređaja, potrošnja toplinske energije za grijanje mora se izračunati. Vrijeme sagorijevanja goriva određuje se empirijski. Recimo da je 3 sata, a za zagrijavanje kuće potrebno je 10 kW / h. Dakle, za 3 sata potrošit će se:10 × 3 = 30 kW.

Proizvodnja topline kotlom kapaciteta 22 kW / h iznosi:22 × 3 = 66 kW.

Prema rezultatima izračuna, višak topline će biti:Š = 66 - 30 = 36 kW. Prevedimo u vate, dobivamo 36000 vata.

Pomoću formule m = Š / (k × s × Δt), odredite željenu vrijednost mase vode. Učinkovitost je u putovnici naznačena kao postotak. Ova vrijednost mora se pretvoriti u decimalnu vrijednost, podijeljena sa 100. Na primjer, 80/100 = 0,8, Toplinski kapacitet vode je 4,19 kJ / kg × ° C ili 1.164 W × h / kg × ° C ili 1,16 kW / m³ × ° C.

Dt određuje se mjerenjem temperature dovodnih i povratnih cijevi, oduzimajući manju od veće vrijednosti. Na primjer:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Na ovaj način,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1,288,7 kg.

Da bi se sačuvala sva suvišna energija koju proizvodi kotao, potreban je kapacitet od najmanje 1.288,7 m3. Jaspi GTV Teknik akumulator topline od 1500 litara je prikladan. S skromnijim izračunskim vrijednostima možete se ograničiti na spremnik, na primjer, na 750 litara.

Napravite DIY metode i sheme

Složenost i značajke veze ovise o vrsti skladišta topline. Stoga biste trebali razumjeti što su oni.

• Najjednostavniji dizajn je prazan spremnik iznutra. Kotao i potrošači su izravno povezani. Uporaba je optimalna ako se u svim krugovima koristi ista rashladna tekućina, tlak u sustavu ne prelazi dopuštene vrijednosti akumulatora, a temperatura rashladnog sredstva iz kotla ne prelazi dopuštene vrijednosti za krug grijanja. Ako prva dva zahtjeva nisu ispunjena, prilikom spajanja na sustav morate koristiti dodatne vanjske izmjenjivače topline. U potonjem slučaju treba ugraditi miješalice s trosmjernim ventilima.
• Spremnik pufera s unutarnjim izmjenjivačem topline - jedan ili više. Izmjenjivač topline je spiralna cijev izrađena od bakra ili nehrđajućeg čelika. U takvom mediju za pohranu miješa se rashladno sredstvo. Zavojnica koja se nalazi u donjem dijelu zagrijava rashladnu tekućinu, vruća voda juri prema gore kao manje gusta.Na vrhu je još jedan svitak koji uzima energiju i dovodi je u krugove grijanja. Uređaj ove vrste je optimalan kada se koriste različite vrste rashladnih sredstava, pri visokom tlaku i temperaturi rashladne tekućine i za spajanje nekoliko generatora topline.
• Spremnik s protočnim krugom opskrbe toplom vodom. Izmjenjivač topline uglavnom se nalazi na vrhu spremnika. Treba biti izrađen od metala koji udovoljava standardima potrošnje vode u hrani. Krugovi su izravno povezani. Takav je sustav poželjniji s ravnomjernim protokom tople vode.
• Akumulator topline s unutarnjim kotlom. Grijana voda za kućnu potrošnju čuva se u spremniku. Ova vrsta akumulirajuće akumulatora može se lako integrirati u otvorene i zatvorene sustave grijanja opremljene čvrstim gorivima, električnim bojlerima i solarnim kolektorima. Bufferski spremnici ove vrste su posebno relevantni kod korištenja električnih kotlova, kada se nosač topline noću zagrijava, a tijekom dana troši voda. Kotao od 150 litara dovoljan je za prosječnu dnevnu potrošnju vode prosječne obitelji.

Postoji nekoliko izlaznih cijevi za akumulator topline namijenjene sustavu grijanja, a smještene su duž okomitog spremnika, budući da postoji temperaturni gradijent duž visine. To je učinjeno tako da je moguće spojiti krugove s različitim zahtjevima za temperaturu rashladne tekućine, kako bi se smanjilo opterećenje regulatora temperature. Kao rezultat toga, toplinska energija se koristi što je učinkovitije.

Ostale vrste sustava:

1. Jednostavna shema vezanja koja ograničava sposobnost prilagodbe. Vruća voda se diže i uzima se s gornje točke, nakon što se ohladi, kaplje i ponovo ulazi u kotao. Koristi se ako su tlak i temperatura u generatoru topline i krugovima grijanja jednaki. Temperatura se regulira samo postupkom povećanja / smanjenja protoka rashladne tekućine.
2. U sustavu se nalaze miješalice, zaobilazeće, pa je moguće preciznije podešavanje temperature rashladne tekućine. Učinkovitost opreme postiže se ugradnjom, na primjer, trosmjernih ventila.
3. U sustav je uključen dodatni spremnik zbog kojeg je mala količina tople vode dostupna odmah nakon pokretanja kotla. Potrošač ne mora čekati da se sustav potpuno zagrije, ali opskrba vodom nije velika, a sustav se zagrijava sporije od klasičnog.
4. Unutar spremnika spremnika nalazi se jedan svitak, toplinska energija iz izvora prolazi kroz njega, a rashladno sredstvo u spremniku topline već se zagrijava iz zavojnice. U sustavu ove vrste koriste se različita sredstva za hlađenje. Možete odabrati one koje se ne mogu miješati zbog nekompatibilnosti kemijskih svojstava. Kroz zavojnicu se može dovoditi grijanje ili topla voda ili će rashladna tekućina iz izvora cirkulirati u ovom krugu.
5. U sustav je instaliran dodatni vanjski izmjenjivač topline. Omogućuje vam održavanje željene temperature u bateriji.
6. Sustav s protočnim krugom opskrbe toplom vodom. Optimalno je ako se topla voda koristi ravnomjerno. Inače, preporučuje se kupnja akumulatora energije s ugrađenim bojlerom.
7. Sustav s jednom zavojnicom i priključkom na alternativni izvor energije, na primjer, solarni kolektor. Zove se dvovalentna. Spajanje se provodi na takav način da kolektor igra vodeću ulogu u zagrijavanju sustava, a kotao se spaja kada nema dovoljno toplinske energije.
8. Viševalentni sustav u kojem se glavno grijanje provodi iz niskotemperaturnih izvora, na primjer, solarnog kolektora i geotermalne toplinske pumpe.Spojeni su na dnu akumulatora topline. Visokotemperaturni kotao koristi se kao pomoćni izvor toplinske energije.

Uz prisutnost različitih krugova grijanja i izvora toplinske energije, nastaje složen razgranati sustav s mnogo dodatne opreme za podešavanje, senzora i sigurnosnih grupa. Preporučuje se da svoj dizajn povjerite profesionalcima, jer će biti potrebni izračuni visoke preciznosti.

Kabelski snop za toplinu

Spremnik mora biti dobro izoliran. Ako je ovo kupljeni akumulator topline, morate procijeniti debljinu i kvalitetu vanjske izolacije. Što je topliji izolator bolji i deblji, to će duže ostati. Zahvaljujući posebnoj strukturi toplinskog izolatora, akumulator topline djeluje poput termosa. Debljina toplinske izolacije u visokokvalitetnim modelima iznosi oko 10 cm, a prekriva tijelo obojeno bojom otpornom na toplinu. Na vrhu izolacije je sloj kože. Samoizolacija se izvodi po istoj shemi. Prvo se spremnik oboji bojom koja je otporna na visoke temperature, zatim se izolira bazaltnom pamučnom vunom debljine najmanje 150 mm, a vrh je prekriven folijom.