Katilo šilumos akumuliatoriaus prijungimas ir veikimo principas

Namuose, kur nėra nei dujinio, nei centrinio šildymo, naudojamos individualios šildymo sistemos, įskaitant kieto kuro ir elektrinius katilus ar saulės sistemas, kurios veikia iš saulės energijos. Šios sistemos turi svarbų trūkumą - netolygi šildymo terpė dėl pagrindinių veikimo ypatybių ar išorinių veiksnių įtakos. Juos galima optimizuoti naudojant šildymo šilumos akumuliatorių, kuris atliks buferio vaidmenį tarp šilumos šaltinio ir vartotojų.

Šilumos akumuliatoriaus paskirtis

Įvairių tipų šildymo katilų šilumos akumuliatorius yra įspūdingas bakas, užpildytas vandeniu, kuris leidžia išspręsti problemas, kylančias dirbant šildymo katilui:

• energijos perteklius;
• perteklinė šildymo galia;
• vandens perkaitimas katile;
• periodiniai šildymo temperatūros svyravimai dėl paties degimo proceso netolygumo ir nesavalaikio malkų, anglių klojimo;
• šiluminės energijos gamybos ir sunaudojimo smailių neatitikimas.

Kai kurias problemas galima išspręsti įrengiant pirolizės katilą, kad ilgai degtų, tačiau pastaruoju atveju tai nepadės. Katilo veikimo ypatumas yra tas, kad pastačius kurą, šilumos perdavimo galia pamažu didėja, pasiekdama didžiausias vertes, o po to taip pat palaipsniui mažėja. Jei deginimas į katilą neįpilamas laiku, jis sustos, aušinimo skystis pradeda vėsti, o kartu su juo namuose krenta temperatūra. Šilumos gaminimo metu sistema nesugeba efektyviai paskirstyti visos energijos, nes joje yra įrengti temperatūros reguliatoriai, todėl dalis šilumos yra iššvaistoma. Jei katilas yra elektrinis, daug pelningiau kaupti šilumą naktį, kai elektra skaičiuojama mažesne nakties norma, kad dienos metu būtų sunaudojama kuo mažiau elektros energijos.

Šildymo sistemos šilumos kaupimo bakas yra pagamintas iš nerūdijančio arba įprasto plieno ir iš vidaus gali būti padengtas apsauginiu laku. Sienos viršuje yra dažytos karščiui atspariais dažais, tada jos uždaromos šilumą izoliuojančia medžiaga ir oda. Tiesą sakant, prijungus šilumos akumuliatorių, aušinimo skysčio tūris šildymo sistemoje padidėja, o tai leidžia kompensuoti maksimalią katilo galią ir tuo pačiu kaupti šilumą, kad ji būtų perduota aušinimo skysčiui, kai sumažėja katilo generuojamos šilumos galia. Dėl aukštos kokybės izoliacijos, šilumnešyje esantis vanduo ilgą laiką vėsina. Jis laikomas šildomoje būsenoje kelias valandas ir net dienas ir į sistemą tiekiamas per siurblį. Šilumos akumuliatoriaus veikimo principas grindžiamas skirtingomis aplinkos, ypač vandens ir oro, skirtingomis šilumos talpomis. Dėl 1 litro vandens temperatūros sumažėjimo vienu laipsniu oro temperatūra padidėja 1 m3 4 laipsniais.

Jei naudojate kietojo kuro ir elektrinius katilus, šilumos akumuliatoriaus įrengimas yra pageidautinas, bet nebūtinas, tada saulės energijos sistemoje esantis šilumos akumuliatorius yra būtina veikimo sąlyga, nes neįmanoma gauti saulės energijos vakare ir naktį, o rudenį ir žiemą debesuotomis dienomis sistemos naudojimas yra labai ribotas.

Privalumai ir trūkumai

Šilumos akumuliatoriaus naudojimo pranašumai:

• Palaiko šiluminę energiją keletą valandų ir dienų.
• Katilo perkaitimas neįmanomas.
• Šiluminė energija nėra švaistoma, o kaupiama, kad būtų naudojama ateityje, dėl to padidėja katilo ir visos šildymo sistemos efektyvumas.
• Leidžia taupyti finansinius išteklius.
• Patalpų oro temperatūra lengvai palaikoma optimaliame lygyje, neįmanomi staigūs temperatūros šuoliai.
• Nereikia dažnai atsisiųsti degalų.
• Be kieto kuro katilo, galite įdiegti saulės sistemą, kuri yra nemokamas šiluminės energijos šaltinis.
• Kai kurie šildymo šiluminių akumuliatorių modeliai gali derinti katilo funkcijas.

Sistemos trūkumai:

• Ilgas šildymas - optimalus įrengimas namuose, skirtuose nuolat gyventi. Vasarnamiuose, kurie žiemą lankosi savaitgaliais, toks prietaisas neduos naudos.
• Aukštos išlaidos - jos kainuoja maždaug tiek pat, kiek katilas, o kartais ir brangesnės.
• Svarbūs matmenys ir svoris - dėl šios priežasties transportavimo ir montavimo metu kyla tam tikrų sunkumų. Be to, netoliese katilo yra sumontuotas šilumos akumuliatorius, skirtas šildymui, jame turi būti įrengta papildoma įranga, todėl dažnai reikia skirti specialią patalpą prietaisų įrengimui ir paruošti ją specialiu būdu: įrengti atraminę platformą, kuri galėtų išlaikyti akumuliatoriaus svorį. Pripildytas bakas gali sverti 3–4.
• Reikalingas didelės galios katilas - pavaros pirkimas yra pateisinamas, jei katilo galia nėra visiškai išnaudojama, yra bent dvigubas galios rezervas, kitaip įrenginys bus neaktyvus.

Gamindami šilumos akumuliatorių savo rankomis, galite sutaupyti nemažą sumą. Paprasčiausias dizainas pagamintas iš nerūdijančio plieno statinės ar net iš nerūdijančio plieno lakšto, kurio storis ne mažesnis kaip 3 mm. Taip pat reikės varinio 3 cm skersmens ir 14 m ilgio vamzdžio, kuris sulenktas spirale ir dedamas į rezervuaro vidų. Iš apačios pasirūpinkite šalto vandens tiekimu, iš viršaus - karšto čiaupo, ant čiaupų įstatykite uždarymo čiaupus. Kietojo kuro katilui būtinai reikia izoliuoti savo pagamintą šilumos akumuliatorių, kitaip jis bus neveiksmingas. Taip pat būtina įdiegti slėgio ir temperatūros jutiklius.

Jei neįmanoma suvirinti cilindrinės talpyklos, galite padaryti šilumos akumuliatorių šildymui lygiagretainio pavidalu - lengviau pasidaryti tokios formos baką savo rankomis. Kampai papildomai sutvirtinami, išorėje jie papildo dizainą standikliais - jie suvirinami 30-35 cm atstumu vienas nuo kito. Prietaiso skersmens ir aukščio santykis yra 1: 3 (4).

Atrankos kriterijai

Šilumos akumuliatorių reikia pasirinkti pagal tikslius skaičiavimus, atsižvelgiant į namo šildymo sistemos parametrus. Tačiau be apskaičiuotų verčių, atsižvelgiama ir į bendras šiluminių akumuliatorių charakteristikas.

• Slėgis šildymo sistemoje. Pagal šį parametrą šilumos akumuliatorius turi atitikti šildymo sistemą. Bet kokiu atveju vertė gali būti didesnė, bet ne mažesnė. Kokį slėgį gali išlaikyti pavara, priklauso nuo sienos storio, rezervuaro formos ir pagaminimo medžiagos. Katilų, kaupiančių daugiau kaip 4 barus, šilumos akumuliatoriai turi išgaubtą apatinę ir viršutinę dangčius.
• Buferinio rezervuaro tūris. Šis parametras laikomas svarbiausiu ir jie bando pasirinkti tokio tūrio talpą, kad pavara galėtų kaupti visą perteklinę šilumą. Tačiau tuo pačiu metu nereikalingas pernelyg didelis tūrinis įrenginys.
• Išoriniai matmenys ir svoris. Turės būti atkreiptas dėmesys į įrangos gabenimą ir išdėstymą, todėl viskas turi būti kruopščiai apskaičiuota: ar bakas praeis pro duris, ar grindys atlaikys baką, kai jis bus visiškai užpildytas vandeniu.
• Įrengimas papildomais šilumokaičiais.Jie leidžia dar labiau optimizuoti sistemos veikimą. Modeliai parenkami atsižvelgiant į visos sistemos sudėtingumą.
• Galimybė įdiegti papildomus įrenginius. Kartu su akumuliatoriaus iškarpine sumontuoti papildomi kaitinimo elementai, jutikliai ir temperatūros reguliatoriai. Jei visi sistemos elementai yra parinkti teisingai, degalų sąnaudas galite sumažinti perpus.

Cisternos pagamintos iš anglinio arba nerūdijančio plieno. Pastarosios yra brangesnės ir tarnauja ilgiau, o pirmosios būtinai turi antikorozinę dangą. Turite įsitikinti jo kokybe.

Katilo buferinės talpos tūrio apskaičiavimas

Buferinio rezervuaro tūris paprastai apskaičiuojamas taip, kad deginant vieną kuro žymę, šilumos akumuliatorius sulaikytų visą katilo sukuriamą šilumą. Tik apytiksliai galima apskaičiuoti neatsižvelgiant į šilumos nuostolius dėl šildymo radiatorių ir kambario temperatūros įtaką. Pagrindinė šilumos akumuliatoriaus tūrio apskaičiavimo formulė:

W = k × m × s × Δtkur

• W - šilumos perteklius;
• m - skysčio masė;
• su - aušinimo skysčio šiluminė talpa;
• Δt - aušinimo skysčio pašildymo laipsnių skaičius;
• k - katilo efektyvumas.

Iš čia reikia apskaičiuoti aušinimo skysčio masę:m = W / (k × s × Δt).

Kaip W yra apibrėžiamas kaip katilo pagamintos ir namo šildymui sunaudotos energijos verčių skirtumas, taip pat būtina jas išaiškinti ir kuro skirtuko degimo laiką. Jei katilo galia yra nurodyta prietaiso sertifikate, reikia apskaičiuoti šilumos energijos sąnaudas šildymui. Kuro sudeginimo laikas nustatomas empiriškai. Tarkime, tai trunka 3 valandas, o namui šildyti reikia 10 kW / h. Taigi, per 3 valandas jis bus praleistas:10 × 3 = 30 kW.

Šilumos generavimas katilu, kurio galia yra 22 kW / h, yra:22 × 3 = 66 kW.

Pagal skaičiavimo rezultatus šilumos perteklius bus:W = 66 - 30 = 36 kW. Mes verčiame vatais, gauname 36000 vatų.

Naudojant formulę m = W / (k × s × Δt), nustatykite norimą vandens masės vertę. Efektyvumas pase nurodomas procentais. Ši vertė turi būti pakeista dešimtosiomis dalimis iš 100. Pavyzdžiui, 80/100 = 0,8. Vandens šilumos talpa yra 4,19 kJ / kg × ° C arba 1.164 W × h / kg × ° C arba 1,16 kW / m³ × ° C.

Δt nustatomas matuojant tiekimo ir grąžinimo vamzdžių temperatūrą, atimant mažesnę iš didesnės vertės. Pavyzdžiui:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Šiuo būdu,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

Norint išsaugoti visą katilo generuojamos energijos perteklių, reikia ne mažiau kaip 1 288,7 m3 talpos. Tinka „Jaspi GTV Teknik“ 1500 litrų šilumos akumuliatorius. Jei naudojate kuklesnes skaičiavimo vertes, galite apsiriboti, pavyzdžiui, baku, pavyzdžiui, iki 750 litrų.

Pasidaryk pats metodai ir schemos

Ryšio sudėtingumas ir savybės priklauso nuo šilumos kaupimo tipo. Todėl jūs turėtumėte suprasti, kokie jie yra.

• Paprasčiausias dizainas yra tuščias bakas viduje. Katilas ir vartotojai yra tiesiogiai prijungti. Naudojimas yra optimalus, jei visose grandinėse naudojamas tas pats aušinimo skystis, slėgis sistemoje neviršija leistinų akumuliatoriaus verčių, o iš katilo tiekiamo aušinimo skysčio temperatūra neviršija leistinų šildymo kontūro verčių. Jei neįvykdyti pirmieji du reikalavimai, prisijungdami prie sistemos turite naudoti papildomus išorinius šilumokaičius. Pastaruoju atveju turėtų būti sumontuoti maišymo agregatai su trijų krypčių vožtuvais.
• Buferinis bakas su vidiniu šilumokaičiu - vienas ar keli. Šilumokaitis yra spiralinis vamzdis, pagamintas iš vario arba nerūdijančio plieno. Tokioje laikymo terpėje aušinimo skystis sumaišomas. Apatinėje dalyje esanti ritė šildo šilumos nešiklį, karštas vanduo kyla aukštyn, nes yra mažiau tankus.Viršuje yra dar viena ritė, kuri paima energiją ir perduoda ją į šildymo kontūrus. Šio tipo įtaisas yra optimalus, kai naudojami įvairių tipų aušinimo skysčiai, esant aukštam slėgiui ir aušinimo skysčio temperatūrai bei sujungiant kelis šilumos generatorius.
• Rezervuaras su tekančia karšto vandens tiekimo grandine. Šilumokaitis dažniausiai yra rezervuaro viršuje. Jis turėtų būti pagamintas iš metalo, atitinkančio maisto vandens vartojimo standartus. Grandinės yra sujungtos tiesiogiai. Tokia sistema yra geriau, kai tolygiai teka karštas vanduo.
• Šilumos akumuliatorius su vidiniu katilu. Buitiniam vartojimui skirtas šildomas vanduo laikomas rezervuare. Šio tipo akumuliacines baterijas galima lengvai integruoti į atviro ir uždaro tipo šildymo sistemas, aprūpintas kietu kuru, elektriniais katilais ir saulės kolektoriais. Tokio tipo buferinės talpyklos ypač aktualios naudojant elektrinius katilus, kai šilumos nešiklis kaitinamas naktį, o vanduo sunaudojamas dienos metu. Norint, kad vidutinė šeima kasdien suvartotų vandens, pakanka 150 litrų katilo.

Šilumos akumuliatoriui, skirtam šildymo sistemai, yra keli išleidimo vamzdžiai, kurie yra palei baką vertikaliai, nes aukštyje yra temperatūros gradientas. Tai atliekama taip, kad būtų galima sujungti grandines su skirtingais aušinimo skysčio temperatūros reikalavimais, kad būtų sumažinta temperatūros reguliatorių apkrova. Dėl to šiluminė energija naudojama kuo efektyviau.

Kiti sistemų tipai:

1. Paprasta surišimo schema, ribojanti galimybes prisitaikyti. Karštas vanduo pakyla ir paimamas iš viršutinio taško, atvėsęs jis nugrimzta ir vėl patenka į katilą. Jis naudojamas, jei slėgis ir temperatūra šilumos generatoriuje ir šildymo kontūruose yra vienodi. Temperatūra reguliuojama tik aušinimo skysčio srauto padidinimo / sumažinimo būdu.
2. Sistemoje yra maišymo agregatai, apeiti, todėl įmanoma tiksliau reguliuoti aušinimo skysčio temperatūrą. Įrangos efektyvumas pasiekiamas įdiegiant, pavyzdžiui, trijų krypčių vožtuvus.
3. Į sistemą yra įtrauktas papildomas rezervuaras, dėl kurio iškart po katilo paleidimo yra nedidelis kiekis karšto vandens. Vartotojui nereikia laukti, kol sistema bus visiškai pašildyta, tačiau vandens tiekimas nėra didelis, o sistema įkaista daugiau nei klasikinė.
4. Buferinio rezervuaro viduje yra viena ritė, šiluminė energija iš šaltinio praeina pro ją, o šilumnešio talpykloje esantis aušinimo skystis jau yra pašildytas iš ritės. Tokio tipo sistemoje naudojami skirtingi aušinimo skysčiai. Galite pasirinkti tuos, kurių negalima maišyti dėl cheminių savybių nesuderinamumo. Per ritę gali būti tiekiamas šildymas ar karštas vanduo, arba aušinimo skystis iš šaltinio cirkuliuos šiame apskritime.
5. Sistemoje sumontuotas papildomas išorinis šilumokaitis. Tai leidžia palaikyti akumuliatoriuje norimą temperatūrą.
6. Sistema su tekančia karšto vandens tiekimo grandine. Optimalu, jei karštas vanduo naudojamas tolygiai. Priešingu atveju rekomenduojama įsigyti energijos akumuliatorių su įmontuotu katilu.
7. Sistema su viena ritė ir prijungimas prie alternatyvaus energijos šaltinio, pavyzdžiui, saulės kolektoriaus. Jis vadinamas dvivalenčiu. Prijungimas atliekamas taip, kad kolektorius vaidina pagrindinį vaidmenį šildant sistemą, o katilas yra prijungtas, kai nėra pakankamai šiluminės energijos.
8. Daugiavalentė sistema, kurioje pagrindinis šildymas atliekamas iš žemos temperatūros šaltinių, pavyzdžiui, saulės kolektoriaus ir geoterminio šilumos siurblio.Jie yra sujungti šilumos akumuliatoriaus apačioje. Aukštos temperatūros katilas naudojamas kaip papildomas šiluminės energijos šaltinis.

Esant įvairiems šildymo kontūrams ir šiluminės energijos šaltiniams, suformuota sudėtinga sistema su daugybe papildomų reguliavimo įrenginių, jutiklių ir apsaugos grupių. Rekomenduojama patikėti jo dizainą profesionalams, nes reikės atlikti didelio tikslumo skaičiavimus.

Baterijos pakinktai šilumai

Talpykla turi būti gerai izoliuota. Jei tai yra įsigytas šilumos akumuliatorius, turite įvertinti išorinės izoliacijos storį ir kokybę. Kuo geresnis ir storesnis šilumos izoliatorius, tuo ilgiau šiluma išliks. Dėl specialios šilumos izoliatoriaus struktūros šilumos akumuliatorius veikia kaip termosas. Aukštos kokybės modelių šilumos izoliacijos storis yra apie 10 cm, jis padengia kūną, dažytą karščiui atspariais dažais. Ant izoliacijos viršaus yra odos sluoksnis. Savęs izoliacija atliekama pagal tą pačią schemą. Pirmiausia bakas dažomas dažais, kurie yra atsparūs aukštai temperatūrai, po to izoliuojami mažiausiai 150 mm storio bazalto vata, o viršus padengtas folija.