Aansluiting en werkingsprincipe van de warmteaccumulator voor de ketel

In huizen waar geen gas of centrale verwarming is, worden individuele verwarmingssystemen gebruikt, waaronder vaste brandstof en elektrische ketels of zonnesystemen die op zonne-energie werken. Deze systemen hebben een belangrijk nadeel - ongelijk verwarmingsmedium vanwege de fundamentele kenmerken van de werking of invloed van externe factoren. Ze kunnen worden geoptimaliseerd met behulp van een warmteaccumulator voor verwarming, die de rol zal spelen van een buffer tussen de warmtebron en de verbruikers.

Het doel van de warmteaccumulator

De warmteopslagtank kan op elk type ketel worden aangesloten

De warmteaccumulator voor verschillende soorten verwarmingsketels is een indrukwekkende tank gevuld met water, waarmee je problemen kunt oplossen die ontstaan ​​tijdens het gebruik van de verwarmingsketel:

• energieoverschrijding;
• overtollig verwarmingsvermogen;
• oververhitting van water in de ketel;
• periodieke schommelingen in de verwarmingstemperatuur als gevolg van de oneffenheden van het verbrandingsproces zelf en het niet op tijd leggen van brandhout, kolen;
• mismatch van pieken in de productie en het verbruik van thermische energie.

Sommige problemen kunnen worden opgelost door een pyrolyse-ketel te installeren voor langdurige verbranding, maar in het laatste geval zal het niet helpen. De bijzonderheid van de werking van de ketel is dat na het leggen van brandstof het warmteoverdrachtsvermogen geleidelijk toeneemt, piekwaarden bereikt en vervolgens ook geleidelijk afneemt. Als er niet op tijd brandstof aan de ketel wordt toegevoegd, stopt deze, begint de koelvloeistof af te koelen en daalt daarmee de temperatuur in huis. Tijdens piekwarmteproductie kan het systeem niet alle energie efficiënt verdelen, omdat het is uitgerust met temperatuurregelaars, waardoor een deel van de warmte wordt verspild. Als de ketel elektrisch is, is het veel voordeliger om 's nachts warmte op te slaan, wanneer elektriciteit wordt berekend tegen een verlaagd nachttarief, om overdag zo min mogelijk elektriciteit te verbruiken.

De warmteopslagtank voor het verwarmingssysteem is gemaakt van roestvrij of gewoon staal en kan van binnenuit worden gecoat met een beschermende lak. De wanden aan de bovenkant zijn geverfd met hittebestendige verf en vervolgens gesloten met warmte-isolerend materiaal en kunstleer. Wanneer de warmteaccumulator is aangesloten, neemt het volume van het koelmiddel in het verwarmingssysteem zelfs toe, waardoor u het piekvermogen van de ketel kunt compenseren en tegelijkertijd warmte kunt verzamelen om het naar het koelmiddel over te dragen wanneer het vermogen van de warmteontwikkeling door de ketel afneemt. Dankzij hoogwaardige isolatie koelt het water in de warmteaccumulator lang af. Het wordt gedurende een aantal uren en zelfs dagen verwarmd opgeslagen en wordt via een pomp in het systeem gevoerd. Het principe van de werking van de warmteaccumulator is gebaseerd op verschillende warmtecapaciteit van verschillende omgevingen, met name water en lucht. Een verlaging van de temperatuur van 1 liter water met één graad leidt tot een verhoging van de luchttemperatuur van 1 m3 met 4 graden.

Bij gebruik van vaste brandstof en elektrische ketels is het installeren van een warmteaccumulator wenselijk maar niet noodzakelijk, dan is de aanwezigheid van een warmteaccumulator in het zonnestelsel een noodzakelijke voorwaarde voor het functioneren, aangezien het onmogelijk is om 's avonds en' s nachts zonne-energie te verkrijgen, en in de herfst en winter op bewolkte dagen is het gebruik van het systeem zeer beperkt.

Voor-en nadelen

U kunt een warmteaccumulator installeren waarin ketelfuncties zijn

Voordelen van het gebruik van een warmteaccumulator:

• Houdt thermische energie enkele uren en dagen vast.
• Oververhitting van de ketel is uitgesloten.
• Thermische energie wordt niet verspild, maar geaccumuleerd om later te gebruiken, hierdoor neemt het rendement van de ketel en het verwarmingssysteem als geheel toe.
• Hiermee kunt u financiële middelen besparen.
• De luchttemperatuur in de kamers wordt gemakkelijk op het optimale niveau gehouden, scherpe temperatuurverschillen zijn uitgesloten.
• Het is niet nodig om regelmatig brandstof te downloaden.
• Naast een ketel op vaste brandstof kunt u een zonnestelsel installeren, dat is een gratis bron van thermische energie.
• Sommige modellen thermische accumulatoren voor verwarming kunnen de functies van een ketel combineren.

De nadelen van het systeem:

• Lange verwarming - optimale installatie in woningen bestemd voor permanente bewoning. In zomerhuisjes, die in de winter in het weekend worden bezocht, levert zo'n apparaat geen voordeel op.
• Hoge kosten - ze kosten ongeveer hetzelfde als een ketel en soms duurder.
• Aanzienlijke afmetingen en gewicht - hierdoor ontstaan ​​bepaalde moeilijkheden tijdens transport en installatie. Bovendien wordt in de directe omgeving van de ketel een warmteaccumulator geïnstalleerd, daar moet extra apparatuur worden geplaatst, dus het is vaak nodig om een ​​speciale ruimte voor de installatie van apparaten toe te wijzen en deze op een speciale manier voor te bereiden: voorzie een ondersteunend platform dat het gewicht van de aandrijving kan dragen. Wanneer gevuld, kan de tank 3-4 wegen.
• Een krachtige ketel is vereist - het kopen van een aandrijving is gerechtvaardigd als het vermogen van de ketel niet volledig wordt benut, er is ten minste dubbele gangreserve, anders is het apparaat inactief.

De warmteaccumulator kan met uw eigen handen worden gemaakt van roestvrij staal en een koperen buis

Door met uw eigen handen een warmteaccumulator te maken, kunt u een aanzienlijk bedrag besparen. Het eenvoudigste ontwerp is gemaakt van RVS vat of zelfs RVS plaat met een dikte van minimaal 3 mm. Een koperen buis met een diameter van 3 cm en een lengte van 14 m is ook nodig, wordt in een spiraal gebogen en in de tank geplaatst. Maak van onderaf koudwatervoorziening, van bovenaf een kraan voor warm, installeer afsluitkranen op de kranen. Het is absoluut noodzakelijk om een ​​door uzelf gemaakte warmteaccumulator te isoleren voor een ketel op vaste brandstof, anders is deze niet effectief. Het is ook noodzakelijk om druk- en temperatuursensoren te installeren.

Als het niet mogelijk is om een ​​cilindrische container te lassen, kunt u een warmteaccumulator voor verwarming maken in de vorm van een parallellepipedum - het is gemakkelijker om met uw eigen handen een tank met deze vorm te maken. De hoeken versterken extra, aan de buitenkant vullen ze het ontwerp aan met verstijvers - ze worden op een afstand van 30-35 cm van elkaar gelast. De verhouding van de diameter en hoogte van het apparaat is 1: 3 (4).

Selectiecriteria

Kies een warmteaccumulator, rekening houdend met de parameters van het verwarmingssysteem en het type koelmiddel

Het is noodzakelijk om een ​​warmteaccumulator te selecteren in overeenstemming met nauwkeurige berekeningen die rekening houden met de parameters van een huisverwarmingssysteem. Naast de berekende waarden wordt echter rekening gehouden met de algemene kenmerken van apparaten voor thermische opslag.

• Druk in het verwarmingssysteem. Volgens deze parameter moet de warmteaccumulator overeenkomen met het verwarmingssysteem. In ieder geval mag de waarde hoger zijn, maar niet lager. Welke druk de aandrijving kan weerstaan, hangt af van de wanddikte, de vorm van de tank en het fabricagemateriaal. De warmteaccumulatoren voor ketels die meer dan 4 bar weerstaan, hebben bolle onder- en bovenkappen.
• Het volume van de buffertank. Deze parameter wordt als de belangrijkste beschouwd en ze proberen een capaciteit te kiezen met een zodanig volume dat de omvormer alle overtollige warmte kan verzamelen. Maar tegelijkertijd is een overdreven volumineus apparaat niet nodig.
• Buitenafmetingen en gewicht. Het transport en de plaatsing van apparatuur zal moeten worden aangepakt, dus u moet alles zorgvuldig berekenen: zal de tank in de deuropening passeren, zullen de vloeren de tank weerstaan ​​als deze volledig met water is gevuld.
• Uitgerust met extra warmtewisselaars.Hiermee kunt u de werking van het systeem verder optimaliseren. Modellen worden geselecteerd op basis van de complexiteit van het hele systeem.
• Mogelijkheid om extra apparaten te installeren. Samen met het batterijklembord worden extra verwarmingselementen, sensoren en temperatuurregelaars geïnstalleerd. Als alle elementen van het systeem correct zijn geselecteerd, kunt u het brandstofverbruik halveren.

Tanks zijn gemaakt van koolstofstaal of roestvrij staal. De laatste zijn duurder en gaan langer mee en de eerste hebben noodzakelijkerwijs een anticorrosieve coating. Je moet zeker zijn van de kwaliteit.

Berekening van het volume van de buffercapaciteit van de ketel

Volgens de berekeningen moet de warmteaccumulator alle energie van één tabblad brandstof in de ketel brengen

Het volume van de buffertank wordt meestal zo berekend dat tijdens het verbranden van één bladwijzer brandstof de warmteaccumulator alle door de ketel gegenereerde warmte vasthoudt. Alleen benaderende berekeningen kunnen op zichzelf worden gemaakt, zonder rekening te houden met warmteverlies door verwarmingsradiatoren en de invloed van kamertemperatuur. De basisformule voor het berekenen van het volume van de warmteaccumulator:

W = k × m × s × Δtwaar

• W - overtollige warmte;
• m - massa vloeistof;
• met - warmtecapaciteit van het koelmiddel;
• Δt - het aantal graden waarmee de koelvloeistof moet worden verwarmd;
• k - ketelrendement.

Vanaf hier moet u de massa van het koelmiddel berekenen:m = W / (k × s × Δt).

Net zo W wordt gedefinieerd als het verschil in de waarden van de energie die door de ketel wordt gegenereerd en wordt besteed aan het verwarmen van het huis, het is ook nodig om ze te verduidelijken en de inbrandtijd van de brandstoftab. Als het ketelvermogen wordt vermeld in het apparaatcertificaat, moet het energieverbruik voor verwarming voor verwarming worden berekend. De brandstofverbrandingstijd wordt empirisch bepaald. Laten we zeggen dat het 3 uur is en dat het 10 kW / uur kost om een ​​huis te verwarmen. Dus binnen 3 uur wordt het besteed:10 × 3 = 30 kW.

Warmteopwekking door een ketel met een vermogen van 22 kW / h is:22 × 3 = 66 kW.

Volgens de berekeningsresultaten zal de overtollige warmte zijn:W = 66-30 = 36 kW. We vertalen in watt, we krijgen 36000 watt.

De formule gebruiken m = W / (k × s × Δt), bepaal de gewenste waarde van de massa water. Efficiëntie wordt in het paspoort aangegeven als percentage. Deze waarde moet worden omgezet in decimalen, gedeeld door 100. Bijvoorbeeld 80/100 = 0,8. De warmtecapaciteit van water is 4,19 kJ / kg × ° C of 1,164 W × h / kg × ° C of 1,16 kW / m³ × ° C.

Δt bepaald door de temperatuur van de aanvoer- en retourleidingen te meten, door de kleinere af te trekken van de grotere waarde. Bijvoorbeeld:Δt = 88-58 = 30 ° C.Op deze manier,m = 36000 / (0,8 x 1,164 x 30) = 1,288,7 kg.

Om alle overtollige energie die door de ketel wordt gegenereerd te behouden, is een capaciteit van minimaal 1.288,7 m3 vereist. De Jaspi GTV Teknik 1500 liter warmte-accumulator is geschikt. Met bescheidener rekenwaarden kunt u zich beperken tot bijvoorbeeld een tank tot 750 liter.

DIY-methoden en -schema's

De warmteaccumulator met een lege tank wordt geïnstalleerd als de druk in het systeem laag is

De complexiteit en kenmerken van de aansluiting zijn afhankelijk van het type warmteopslag. Daarom moet u begrijpen wat ze zijn.

• Het eenvoudigste ontwerp is een lege tank erin. De ketel en de verbruikers zijn direct aangesloten. Het gebruik is optimaal als dezelfde koelvloeistof in alle circuits wordt gebruikt, de druk in het systeem de toegestane waarden van de accumulator niet overschrijdt en de temperatuur van het door de ketel geleverde koelmiddel de toegestane waarden voor het verwarmingscircuit niet overschrijdt. Als niet aan de eerste twee vereisten wordt voldaan, moet u bij aansluiting op het systeem extra externe warmtewisselaars gebruiken. In het laatste geval moeten mengunits met driewegkleppen worden geïnstalleerd.
• Buffertank met een interne warmtewisselaar - een of meer. De warmtewisselaar is een spiraalbuis van koper of roestvrij staal. In zo'n opslagmedium wordt het koelmiddel gemengd. De spoel in het onderste deel verwarmt de warmtedrager, warm water stroomt naar boven als minder dicht.Bovenaan bevindt zich nog een spoel die energie opneemt en naar de verwarmingskringen brengt. Een apparaat van dit type is optimaal bij gebruik van verschillende soorten koelvloeistoffen, bij hoge druk en koelvloeistoftemperatuur, en bij het aansluiten van meerdere warmtegeneratoren.
• De tank met een stromend circuit van warmwatervoorziening. De warmtewisselaar bevindt zich meestal bovenaan de tank. Het moet zijn gemaakt van metaal dat voldoet aan de normen voor voedselwaterverbruik. Circuits zijn direct verbonden. Een dergelijk systeem verdient de voorkeur bij een gelijkmatige stroom heet water.
• Warmteaccumulator met een interne ketel. In de opslagtank wordt verwarmd water voor huishoudelijk gebruik opgeslagen. Dit type warmteaccumulator kan eenvoudig worden geïntegreerd in open en gesloten verwarmingssystemen die zijn uitgerust met vaste brandstof, elektrische boilers en zonnecollectoren. Dergelijke buffertanks zijn vooral relevant bij het gebruik van elektrische boilers, wanneer de warmtedrager 's nachts wordt verwarmd en overdag water wordt verbruikt. Een boiler van 150 liter is voldoende voor een gemiddeld dagelijks waterverbruik door een gemiddeld gezin.

Er zijn verschillende uitlaatpijpen voor de warmteaccumulator bedoeld voor het verwarmingssysteem en deze zijn verticaal langs de tank geplaatst, omdat er een temperatuurgradiënt is langs de hoogte. Dit wordt gedaan zodat het mogelijk is om circuits met verschillende vereisten voor de temperatuur van de koelvloeistof aan te sluiten, om de belasting van de temperatuurregelaars te verminderen. Hierdoor wordt thermische energie zo efficiënt mogelijk gebruikt.

In een systeem met driewegkleppen is een nauwkeurigere temperatuurregeling mogelijk.

Andere soorten systemen:

1. Een eenvoudig omsnoeringsschema dat het aanpassingsvermogen beperkt. Heet water stijgt op en wordt van het bovenste punt gehaald, na afkoeling wordt het verlaagd en komt het weer in de ketel. Het wordt gebruikt als de druk en temperatuur in de warmtegenerator en verwarmingskringen hetzelfde zijn. De temperatuur wordt alleen geregeld door de methode voor het verhogen / verlagen van de stroom koelvloeistof.
2. In het systeem zijn er mengunits, bypasss, daarom is een nauwkeurigere aanpassing van de temperatuur van de koelvloeistof mogelijk. De efficiëntie van de apparatuur wordt bereikt door de installatie van bijvoorbeeld driewegkleppen.
3. Een extra tank is in het systeem opgenomen, waardoor direct na het starten van de ketel een kleine hoeveelheid warm water beschikbaar is. De consument hoeft niet te wachten tot het systeem volledig is verwarmd, maar de watertoevoer is niet groot en het systeem warmt langzamer op dan het klassieke.
4. In de buffertank bevindt zich één spoel, de thermische energie van de bron gaat er doorheen en het koelmiddel in de warmteopslagtank wordt al verwarmd door de spoel. In een dergelijk systeem worden verschillende koelmiddelen gebruikt. U kunt kiezen welke niet kunnen worden gemengd vanwege onverenigbaarheid van chemische eigenschappen. Via de spoel kan verwarming of warm water worden aangevoerd, anders circuleert de koelvloeistof uit de bron in deze cirkel.
5. In het systeem is een extra externe warmtewisselaar geïnstalleerd. Hiermee kunt u de gewenste temperatuur in de batterij behouden.
6. Systeem met een stromend circuit van warmwatervoorziening. Het is optimaal als het warm water gelijkmatig wordt gebruikt. Anders wordt aanbevolen om een ​​energie-accu met een ingebouwde ketel aan te schaffen.
7. Systeem met één spoel en aansluiting op een alternatieve energiebron, bijvoorbeeld een zonnecollector. Het heet bivalent. De aansluiting is zo uitgevoerd dat de collector een leidende rol speelt bij de verwarming van het systeem, en de ketel wordt aangesloten als er onvoldoende thermische energie is.
8. Een meerwaardig systeem waarbij de hoofdverwarming wordt uitgevoerd door lage temperatuurbronnen, bijvoorbeeld een zonnecollector en een geothermische warmtepomp.Ze zijn verbonden aan de onderkant van de warmteaccumulator. Een hoge temperatuur ketel wordt gebruikt als hulpbron voor thermische energie.

In aanwezigheid van verschillende verwarmingskringen en bronnen van thermische energie wordt een complex vertakt systeem gevormd met veel extra regelapparatuur, sensoren en beveiligingsgroepen. Het wordt aanbevolen om het ontwerp aan professionals toe te vertrouwen, omdat berekeningen met hoge precisie vereist zijn.

Batterijharnas voor warmte

De container moet goed geïsoleerd zijn. Als dit een gekochte warmteaccumulator is, moet u de dikte en kwaliteit van de externe isolatie evalueren. Hoe beter en dikker de warmte-isolator, hoe langer de warmte blijft. Dankzij de speciale structuur van de warmte-isolator werkt de warmte-accumulator als een thermoskan. De dikte van thermische isolatie in hoogwaardige modellen is ongeveer 10 cm en bedekt de carrosserie die is geverfd met hittebestendige verf. Bovenop de isolatie zit een laag kunstleer. Zelfisolatie wordt volgens hetzelfde schema uitgevoerd. Eerst wordt de tank geverfd met een verf die bestand is tegen hoge temperaturen, vervolgens is hij geïsoleerd met basalt-watten met een dikte van minimaal 150 mm en is de bovenkant bedekt met folie.