Tilkobling og prinsipp for drift av varmeakkumulatoren for kjelen

I hjem der det ikke er gass eller sentralvarme, brukes individuelle varmesystemer, inkludert fast brensel og elektriske kjeler eller solsystemer som kjører på solenergi. Disse systemene har en viktig ulempe - ujevn oppvarmingsmedium på grunn av de grunnleggende funksjonene i ytelsenes påvirkning eller påvirkning. De kan optimaliseres ved hjelp av en varmeakkumulator for oppvarming, som vil spille rollen som en buffer mellom varmekilden og forbrukerne.

Formålet med varmeakkumulatoren

Varmeakkumulatoren for forskjellige typer varmekjeler er en imponerende tank fylt med vann, som lar deg løse problemer som oppstår under drift av varmekjelen:

• overkjørt energi;
• overflødig varmekraft;
• overoppheting av vann i kjelen;
• periodiske svingninger i oppvarmingstemperaturen på grunn av ujevnheten i selve forbrenningsprosessen og utidig legging av ved, kull;
• feilpasning av topper i produksjon og forbruk av termisk energi.

Noen av problemene kan løses ved å installere en pyrolysekjel for lang forbrenning, men i sistnevnte tilfelle vil det ikke hjelpe. Det særegne ved driften av kjelen er at etter legging av drivstoff øker varmeoverføringseffekten gradvis og når toppverdiene, og minsker den deretter gradvis. Hvis det ikke tilsettes drivstoff i kjelen i tide, stopper det, kjølevæsken begynner å avkjøles, og med det synker temperaturen i huset. Under topp varmeproduksjon er systemet ikke i stand til å fordele all energi effektivt, siden det er utstyrt med temperaturkontrollere, så en del av varmen er bortkastet. Hvis kjelen er elektrisk, er det mye mer lønnsomt å samle varme om natten, når elektrisitet beregnes til en redusert nattpris, for å konsumere så lite strøm som mulig på dagtid.

Varmelagringstanken for varmesystemet er laget av rustfritt eller vanlig stål, og kan belegges med en beskyttende lakk fra innsiden. Veggene på toppen er malt med varmebestandig maling, deretter lukkes de med varmeisolerende materiale og kunststoff. Når varmeakkumulatoren er tilkoblet, øker faktisk volumet av kjølevæsken i varmesystemet, noe som gjør at du kan kompensere for toppkraften til kjelen og samtidig akkumulere varme for å overføre den til kjølevæsken når kraften til varmeproduksjon av kjelen synker. Takket være høy kvalitet isolasjon, kjøler vannet i varmeakkumulatoren over lang tid. Den lagres i oppvarmet tilstand i flere timer og til og med dager og føres inn i systemet gjennom en pumpe. Prinsippet for drift av varmeakkumulatoren er basert på ulik varmekapasitet i forskjellige miljøer, spesielt vann og luft. En reduksjon i temperaturen på 1 liter vann med en grad fører til en økning i lufttemperaturen på 1 m3 med 4 grader.

Hvis du bruker fast brensel og elektriske kjeler, å installere en varmeakkumulator er ønskelig, men ikke nødvendig, så er tilstedeværelsen av en varmeakkumulator i solsystemet en nødvendig betingelse for å fungere, siden det er umulig å få tak i solenergi om kvelden og natten, og om høsten og vinteren på overskyede dager er bruken av systemet veldig begrenset.

Fordeler og ulemper

Fordeler med å bruke en varmeakkumulator:

• Holder termisk energi i flere timer og dager.
• Overoppheting av kjele er ekskludert.
• Termisk energi blir ikke bortkastet, men akkumulert for å bli brukt i fremtiden, på grunn av dette øker effektiviteten til kjelen og varmesystemet som helhet.
• Lar deg spare økonomiske ressurser.
• Lufttemperaturen i rommene holdes lett på det optimale nivået, skarpe hopp i temperaturen er utelukket.
• Ingen behov for hyppige nedlastinger av drivstoff.
• I tillegg til en fast kjele, kan du installere et solsystem, som er en gratis kilde for termisk energi.
• Noen modeller av termiske akkumulatorer for oppvarming kan kombinere funksjonene til en kjele.

Ulempene med systemet:

• Lang oppvarming - optimal installasjon i hjem beregnet for permanent opphold. I sommerhytter, som besøkes om vinteren i helgene, vil en slik enhet ikke gi fordeler.
• Høye kostnader - de koster omtrent det samme som en kjele, og noen ganger dyrere.
• Viktige dimensjoner og vekt - på grunn av dette oppstår visse vanskeligheter under transport og installasjon. I tillegg er en varmeakkumulator beregnet for oppvarming installert i umiddelbar nærhet av kjelen, tilleggsutstyr må være plassert der, så det er ofte nødvendig å tildele et spesielt rom for installasjon av enheter og forberede det på en spesiell måte: utstyr en bærende plattform som kan støtte vekten av stasjonen. Når den er fylt, kan tanken veie 3-4.
• En høyeffektkjele er påkrevd - å kjøpe en stasjon er berettiget hvis kjelens kraft ikke utnyttes fullt ut, det er minst dobbeltkraftreserve, ellers vil enheten være inaktiv.

Når du produserer en varmeakkumulator med egne hender, kan du spare en betydelig mengde. Den enkleste designen er laget av rustfritt stålfat eller til og med rustfritt stålplate med en tykkelse på minst 3 mm. Du trenger også et kobberrør med en diameter på 3 cm og en lengde på 14 m. Det er bøyd i en spiral og plassert inne i tanken. Nedenfra lager du kaldt vannforsyning, over en kran for varm, installer stoppekraner på kranene. Det er absolutt nødvendig å isolere en varmeakkumulator laget av deg selv for en fast drivstoffkjele, ellers vil den være ineffektiv. Det er også nødvendig å installere trykk- og temperatursensorer.

Hvis det ikke er mulig å sveise en sylindrisk beholder, kan du lage en varmeakkumulator for oppvarming i form av en parallellpiped - det er lettere å lage en tank med denne formen med egne hender. Hjørnene forsterker i tillegg, på utsiden kompletterer de designet med avstivere - de er sveiset i en avstand på 30-35 cm fra hverandre. Forholdet mellom enhetens diameter og høyde er 1: 3 (4).

Utvalgskriterier

Det er nødvendig å velge en varmeakkumulator i samsvar med nøyaktige beregninger som tar hensyn til parametrene til et hjemmevarmesystem. I tillegg til de beregnede verdiene, tas imidlertid de generelle egenskapene til termiske lagringsenheter i betraktning.

• Trykk i varmesystemet. I følge denne parameteren må varmeakkumulatoren tilsvare varmesystemet. I alle fall kan verdien være høyere, men ikke lavere. Hvilket trykk stasjonen tåler avhenger av veggtykkelsen, tankens form og fremstillingsmaterialet. Varmeakkumulatorene for kjeler som tåler mer enn 4 bar har konvekse nedre og øvre deksel.
• Volumet på buffertanken. Denne parameteren anses som den viktigste, og de prøver å velge en kapasitet på et slikt volum at stasjonen kan samle all overflødig varme. Men samtidig er det ikke nødvendig med en altfor omfangsrik enhet.
• Utvendige mål og vekt. Transport og plassering av utstyr må tas opp, derfor må alt beregnes nøye: vil tanken passere i døren, vil gulvene motstå tanken når den er fullstendig fylt med vann.
• Utstyr med ekstra varmevekslere.De lar deg ytterligere optimalisere funksjonen til systemet. Modeller velges i samsvar med kompleksiteten i hele systemet.
• Mulighet for å installere flere enheter. Sammen med batteriutklippstavlen er ekstra varmeelementer, sensorer og temperaturregulatorer installert. Hvis alle elementene i systemet er valgt riktig, kan du redusere drivstofforbruket med halvparten.

Tankene er laget av karbonstål eller rustfritt stål. De sistnevnte er dyrere og varer lenger, og førstnevnte har nødvendigvis anti-korrosjonsbelegg. Du må sørge for kvaliteten.

Beregning av volumet på bufferkapasiteten til kjelen

Volumet på buffertanken beregnes vanligvis slik at under akkumulering av ett bokmerke med drivstoff beholder varmeakkumulatoren all varmen som genereres av kjelen. Bare omtrentlige beregninger kan gjøres på egen hånd, ikke tatt i betraktning varmetap fra varme radiatorer og påvirkning av romtemperatur. Den grunnleggende formelen for beregning av volumet til varmeakkumulatoren:

W = k × m × s × Δthvor

• W - overflødig varme;
• m - masse væske;
• med - kjølevæskens varmekapasitet;
• At - antall grader for å varme opp kjølevæsken;
• k - effektiv kjele.

Herfra må du beregne massen til kjølevæsken:m = W / (k × s × Δt).

Som W er definert som forskjellen i verdiene på energi generert av kjelen og brukt på oppvarming av huset, er det også nødvendig å tydeliggjøre dem og forbrenningstiden til drivstoffbokmerket. Hvis kjeleeffekten er gitt i enhetssertifikatet, må varmeenergiforbruket for oppvarming beregnes. Forbrenningstiden bestemmes empirisk. La oss si at det er 3 timer, og det tar 10 kW / t å varme opp et hus. Så om 3 timer blir det brukt:10 × 3 = 30 kW.

Varmeproduksjon med en kjele med en kapasitet på 22 kW / h er:22 × 3 = 66 kW.

I henhold til beregningsresultatene vil overflødig varme være:W = 66 - 30 = 36 kW. Vi oversetter i watt, vi får 36000 watt.

Bruker formelen m = W / (k × s × Δt), bestem den ønskede verdien av vannmassen. Effektivitet er angitt i passet som en prosentandel. Denne verdien må konverteres til desimal, delt med 100. For eksempel, 80/100 = 0,8. Varmekapasiteten til vann er 4,19 kJ / kg × ° C eller 1,164 W × h / kg × ° C eller 1,16 kW / m³ × ° C.

At bestemmes ved å måle temperaturen på tilførsels- og returrørene, trekke de mindre fra den større verdien. For eksempel:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.På denne måten,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

For å bevare all overflødig energi som genereres av kjelen, kreves en kapasitet på minst 1 288,7 m3. Jaspi GTV Teknik 1500 liter varmeakkumulator er egnet. Med mer beskjedne beregningsverdier kan du begrense deg til for eksempel en tank til 750 liter.

DIY metoder og ordninger

Kompleksiteten og funksjonene i forbindelsen avhenger av typen varmelager. Derfor bør du forstå hva de er.

• Den enkleste designen er en tom tank inne. Kjelen og forbrukerne kobles direkte sammen. Bruken er optimal hvis det brukes samme kjølevæske i alle kretsløp, trykket i systemet overskrider ikke de tillatte verdiene på akkumulatoren og temperaturen på kjølevæsken som leveres fra kjelen overskrider ikke de tillatte verdiene for varmekretsen. Hvis de to første kravene ikke er oppfylt, må du bruke ekstra eksterne varmevekslere når du kobler til systemet. I sistnevnte tilfelle bør blandeanlegg med treveisventiler installeres.
• Buffertank med en intern varmeveksler - en eller flere. Varmeveksleren er et spiralrør laget av kobber eller rustfritt stål. I et slikt lagringsmedium blandes kjølevæsken. Spolen som ligger i den nedre delen varmer varmebæreren, varmt vann suser oppover som mindre tett.På toppen er en annen spole som tar energi og bringer den til varmekretsene. En enhet av denne typen er optimal når du bruker forskjellige typer kjølevæsker, ved høyt trykk og kjølevæsketemperatur, og kobler til flere varmegeneratorer.
• Tanken med en flytende krets for varmtvannsforsyning. Varmeveksleren er stort sett plassert på toppen av tanken. Den skal være laget av metall som oppfyller standardene for matvannforbruk. Kretser kobles direkte til. Et slikt system er å foretrekke med en jevn strøm av varmt vann.
• Varmeakkumulator med innvendig kjele. Varmt vann til husholdningsbruk blir lagret i lagringstanken. Denne typen varmeakkumulerende batterier kan enkelt integreres i åpne og lukkede varmesystemer utstyrt med fast brensel, elektriske kjeler og solfangere. Buffertanker av denne typen er spesielt aktuelle når du bruker elektriske kjeler, når varmebæreren varmes opp om natten, og vann forbrukes i løpet av dagen. En 150 liters kjele er nok for et gjennomsnittlig daglig forbruk av vann av en gjennomsnittlig familie.

Det er flere utløpsrør for varmeakkumulatoren beregnet for varmesystemet, og de er plassert langs tanken vertikalt, siden det er en temperaturgradient langs høyden. Dette gjøres slik at det er mulig å koble til kretser med forskjellige krav til temperaturen på kjølevæsken, for å redusere belastningen på temperaturregulatorene. Som et resultat blir termisk energi brukt så effektivt som mulig.

Andre typer systemer:

1. Et enkelt stroppskjema som begrenser evnen til å tilpasse seg. Varmt vann stiger og tas fra det øvre punktet, etter avkjøling synker det og kommer inn i kjelen igjen. Det brukes hvis trykket og temperaturen i varmegeneratoren og varmekretsene er de samme. Temperaturen reguleres bare ved å øke / redusere strømmen av kjølevæske.
2. I systemet er det blandingsenheter, bypass, derfor er en mer presis justering av temperaturen på kjølevæsken mulig. Utstyrseffektivitet oppnås gjennom installasjon av for eksempel treveisventiler.
3. En ekstra tank er inkludert i systemet, som et lite volum varmt vann er tilgjengelig umiddelbart etter at kjelen har startet. Forbrukeren trenger ikke å vente til systemet er helt oppvarmet, men vannforsyningen er ikke stor, og systemet varmes opp saktere enn det klassiske.
4. Det er en spole inne i buffertanken, termisk energi fra kilden passerer gjennom den, og kjølevæsken i varmelagringstanken er allerede varmet opp fra spolen. I et system av denne typen brukes forskjellige kjølevæsker. Du kan velge de som ikke kan blandes på grunn av inkompatibilitet med kjemiske egenskaper. Gjennom spolen kan varme eller varmt vann tilføres, eller kjølevæsken fra kilden vil sirkulere i denne sirkelen.
5. En ekstra ekstern varmeveksler er installert i systemet. Den lar deg opprettholde ønsket temperatur i batteriet.
6. System med en flytende krets for varmtvannsforsyning. Det er optimalt hvis varmt vann brukes jevnt. Ellers anbefales det å kjøpe en energiakkumulator med innebygd kjele.
7. System med én spole og tilkobling til en alternativ energikilde, for eksempel en solfanger. Det kalles bivalent. Tilkoblingen utføres på en slik måte at oppsamleren spiller en ledende rolle i oppvarmingen av systemet, og kjelen er tilkoblet når det ikke er nok termisk energi.
8. Et multivalent system der hovedoppvarmingen utføres av kilder med lav temperatur, for eksempel en solfanger og en geotermisk varmepumpe.De er tilkoblet i bunnen av varmeakkumulatoren. En kjele med høy temperatur brukes som en ekstra kilde for termisk energi.

I nærvær av forskjellige varmekretser og kilder til termisk energi dannes et komplekst forgrenet system med mange ekstra justeringsutstyr, sensorer og sikkerhetsgrupper. Det anbefales å overlate designen til fagfolk, da beregninger med høy presisjon vil være nødvendige.

Batterisele for varme

Beholderen må være godt isolert. Hvis dette er en kjøpt varmeakkumulator, må du evaluere tykkelsen og kvaliteten på den ytre isolasjonen. Jo bedre og tykkere varmeisolator, jo lenger vil varmen være. Takket være den spesielle strukturen til varmeisolatoren fungerer varmeakkumulatoren som en termos. Tykkelsen på varmeisolasjon i høykvalitetsmodeller er ca. 10 cm. Den dekker kroppen malt med varmebestandig maling. På toppen av isolasjonen er et lag av kunststoff. Selvisolering utføres i henhold til samme skjema. Først males tanken med en maling som er motstandsdyktig mot høy temperatur, deretter isoleres den med basalt bomullsull med en tykkelse på minst 150 mm, og toppen er dekket med folie.