Anslutning och princip för drift av värmeakkumulatorn för pannan

I hem där det inte finns gas eller centralvärme används enskilda värmesystem, inklusive fast bränsle och elektriska pannor eller solsystem som drivs med solenergi. Dessa system har en viktig nackdel - ojämnt värmemedium på grund av de grundläggande funktionerna i funktionen eller påverkan av externa faktorer. De kan optimeras med en värmeakkumulator för uppvärmning, som kommer att spela rollen som en buffert mellan värmekällan och konsumenterna.

Syftet med värmeakkumulatorn

Värmeakkumulatorn för olika typer av värmepannor är en imponerande tank fylld med vatten, vilket gör att du kan lösa problem som uppstår under drift av värmepannan:

• överskridande av energi;
• överskottsvärmeeffekt;
• överhettning av vatten i pannan;
• periodiska fluktuationer i uppvärmningstemperaturen på grund av ojämnheten i själva förbränningsprocessen och den otydliga läggningen av ved, kol;
• missanpassning av toppar i produktion och förbrukning av termisk energi.

Vissa av problemen kan lösas genom att installera en pyrolyspanna för lång bränning, men i det senare fallet hjälper det inte. Det speciella med driften av pannan är att värmeöverföringskraften gradvis ökar efter att bränslet läggs upp och når toppvärden och minskar sedan gradvis. Om bränslet inte läggs till pannan i tid slutar det, kylvätskan börjar svalna och med det sjunker temperaturen i huset. Under toppvärmeproduktion kan systemet inte distribuera all energi effektivt eftersom det är utrustat med temperaturkontroller, så en del av värmen slösas bort. Om pannan är elektrisk är det mycket mer lönsamt att samla värme på natten, när el beräknas till en reducerad nattpris, för att konsumera så lite el som möjligt under dagen.

Värmelagringstanken för värmesystemet är tillverkad av rostfritt eller vanligt stål och kan beläggas med en skyddande lack från insidan. Väggarna ovanpå är målade med värmebeständig färg, sedan stängs de med värmeisolerande material och konstläder. I själva verket, när en värmeakkumulator är ansluten, ökar volymen hos värmebäraren i värmesystemet, vilket gör det möjligt att kompensera för pannans toppeffekt och samtidigt ackumulera värme för att överföra den till värmebäraren när pannan genererar värmeenergi. Tack vare högkvalitativ isolering kyls vattnet i värmeakkumulatorn under lång tid. Den lagras i uppvärmt tillstånd i flera timmar och till och med dagar och matas in i systemet via en pump. Principen för drift av värmeakkumulatorn är baserad på olika värmekapaciteter i olika miljöer, särskilt vatten och luft. En sänkning av temperaturen på 1 liter vatten med en grad leder till en ökning av lufttemperaturen med 1 m3 med 4 grader.

Om man använder fast bränsle och elektriska pannor, att installera en värmeakkumulator är önskvärt men inte nödvändigt, är närvaron av en värmeakkumulator i solsystemet ett nödvändigt villkor för att fungera, eftersom det är omöjligt att få solenergi på kvällen och på natten, och på hösten och vintern på molniga dagar är användningen av systemet mycket begränsad.

Fördelar och nackdelar

Fördelar med att använda en värmeakkumulator:

• Håller värmeenergi i flera timmar och dagar.
• Överhettning av panna är utesluten.
• Värmeenergi slösas inte utan samlas för att användas i framtiden, på grund av detta ökar pannans och värmesystemets effektivitet som helhet.
• Gör att du kan spara ekonomiska resurser.
• Lufttemperaturen i rummen hålls lätt på den optimala nivån, skarpa temperaturhopp utesluts.
• Inget behov av frekventa nedladdningar av bränsle.
• Förutom en panna med fast bränsle kan du installera ett solsystem som är en gratis källa för termisk energi.
• Vissa modeller av termiska ackumulatorer för uppvärmning kan kombinera en pannans funktioner.

Nackdelarna med systemet:

• Lång uppvärmning - optimal installation i hem avsedda för permanent bostad. I sommarstugor, som besöks på vintern på helgerna, kommer en sådan anordning inte att ge nytta.
• Hög kostnad - de kostar ungefär samma sak som en panna, och ibland dyrare.
• Betydande dimensioner och vikt - på grund av detta uppstår vissa svårigheter under transport och installation. Dessutom installeras en värmeakkumulator avsedd för uppvärmning i omedelbar närhet av pannan, ytterligare utrustning måste placeras där, så det är ofta nödvändigt att tilldela ett speciellt rum för installation av enheter och förbereda den på ett speciellt sätt: utrusta en stödplattform som kan stödja ackumulatorns vikt. När den är fylld kan tanken väga 3-4.
• En högeffektpanna krävs - att köpa en enhet är motiverat om pannans kraft inte utnyttjas fullt ut, det finns åtminstone dubbla kraftreserv, annars kommer enheten att vara inaktiv.

Vid tillverkning av en värmeakkumulator med dina egna händer kan du spara en betydande mängd. Den enklaste konstruktionen är gjord av rostfritt stålfat eller till och med rostfritt stålplåt med en tjocklek av minst 3 mm. Ett kopparrör med en diameter på 3 cm och en längd av 14 m krävs också. Det böjs i en spiral och placeras inuti tanken. Underifrån gör du kallt vattentillförsel, från en kran för varm, montera stoppkranar på kranarna. Det är absolut nödvändigt att isolera en värmeakkumulator tillverkad av dig själv för en fast bränslepanna, annars kommer den att vara ineffektiv. Det är också nödvändigt att installera tryck- och temperatursensorer.

Om det inte är möjligt att svetsa en cylindrisk behållare kan du skapa en värmeakkumulator för uppvärmning i form av en parallellpiped - det är lättare att göra en tank med denna form med dina egna händer. Hörnen förstärker dessutom, på utsidan kompletterar de designen med förstyvningar - de är svetsade på ett avstånd av 30-35 cm från varandra. Förhållandet mellan enhetens diameter och höjd är 1: 3 (4).

Urvalskriterier

Det är nödvändigt att välja en värmeakkumulator i enlighet med exakta beräkningar som tar hänsyn till parametrarna för ett husvärmesystem. Utöver de beräknade värdena beaktas emellertid de allmänna egenskaperna hos värmelagringsanordningar.

• Tryck i värmesystemet. Enligt denna parameter måste värmeakkumulatorn motsvara värmesystemet. I vilket fall som helst kan värdet vara högre, men inte lägre. Vilket tryck drivenheten kan motstå beror på väggtjockleken, tankens form och tillverkningsmaterialet. Värmeakkumulatorerna för pannor som motstår mer än 4 bar har konvexa undre och övre höljen.
• Volymen på buffertanken. Denna parameter anses vara den viktigaste och de försöker välja en kapacitet på en sådan volym att frekvensomriktaren kan samla all överskottsvärme. Men samtidigt behövs inte en alltför omfattande enhet.
• Utomhusmått och vikt. Transport och placering av utrustning måste hanteras, därför måste allt beräknas noggrant: kommer tanken att passera i dörren, kommer golven att motstå tanken när den är helt fylld med vatten.
• Utrustning med ytterligare värmeväxlare.De tillåter dig att ytterligare optimera systemets funktion. Modeller väljs i enlighet med hela systemets komplexitet.
• Möjlighet att installera ytterligare enheter. Tillsammans med batteriets urklipp installeras ytterligare värmeelement, sensorer och temperaturkontroller. Om alla systemelement är valda korrekt kan du minska bränsleförbrukningen med hälften.

Tankar är tillverkade av kolstål eller rostfritt stål. De senare är dyrare och håller längre, och de förstnämnda har nödvändigtvis korrosionsbeläggning. Du måste se till att det är av hög kvalitet.

Beräkning av volymen på pannans buffertkapacitet

Buffertankens volym beräknas vanligtvis på ett sådant sätt att värmeakkumulatorn bibehåller all värme som genereras av pannan under förbränningen av ett bokmärke för bränsle. Endast ungefärliga beräkningar kan göras på egen hand, inte med hänsyn till värmeförlust från värmeelement och påverkan av rumstemperatur. Den grundläggande formeln för beräkning av värmeakkumulatorns volym:

W = k × m × s × Δtvar

• W - överskottsvärme;
• m - vätskemassa;
• med - kylvätskans värmekapacitet;
• At - antalet grader för att värma kylvätskan;
• k - panneffektivitet.

Härifrån måste du beräkna kylvätskans massa:m = W / (k × s × Δt).

Som W definieras som skillnaden i värdena på energi som genereras av pannan och som spenderas på uppvärmning av huset, är det också nödvändigt att förtydliga dem och bränningstid för bränslebokmärket. Om pannkraften anges i enhetscertifikatet måste värmeenergiförbrukningen för uppvärmning beräknas. Bränsleförbränningstiden bestäms empiriskt. Låt oss säga att det är 3 timmar, och det tar 10 kW / h att värma ett hus. Så om 3 timmar kommer det att tillbringas:10 × 3 = 30 kW.

Värmeproduktion med en panna med en kapacitet på 22 kW / h är:22 × 3 = 66 kW.

Enligt beräkningsresultaten kommer överskottsvärme att vara:W = 66 - 30 = 36 kW. Vi översätter i watt, vi får 36000 watt.

Använda formeln m = W / (k × s × Δt), bestäm det önskade värdet på vattenmassan. Effektiviteten anges i passet i procent. Detta värde måste konverteras till decimal, dividerat med 100. Till exempel 80/100 = 0,8. Vattnets värmekapacitet är 4,19 kJ / kg × ° C eller 1,164 W × h / kg × ° C eller 1,16 kW / m³ × ° C.

At bestämd genom att mäta temperaturen på tillförsel- och returrören, subtrahera de mindre från det större värdet. Till exempel:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.På det här sättet,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

För att bevara all överskottsenergi som genereras av pannan krävs en kapacitet på minst 1 288,7 m3. Jaspi GTV Teknik 1,500 liters värmeakkumulator är lämplig. Med mer blygsamma beräkningsvärden kan du begränsa dig till en tank, till exempel till 750 liter.

DIY-metoder och scheman

Anslutningens komplexitet och funktioner beror på typen av värmelagring. Därför bör du förstå vad de är.

• Den enklaste designen är en tom tank inuti. Pannan och konsumenterna är direkt anslutna. Användningen är optimal om samma kylvätska används i alla kretsar, trycket i systemet överskrider inte de tillåtna värdena på ackumulatorn och temperaturen på kylmediet som levereras från pannan överskrider inte de tillåtna värdena för värmekretsen. Om de två första kraven inte uppfylls måste du använda ytterligare externa värmeväxlare när du ansluter till systemet. I det senare fallet bör blandningsenheter med trevägsventiler installeras.
• Buffertank med en intern värmeväxlare - en eller flera. Värmeväxlaren är ett spiralrör av koppar eller rostfritt stål. I ett sådant lagringsmedium blandas kylmediet. Spolen som ligger i den nedre delen värmer upp värmebäraren, varmt vatten rusar uppåt som mindre tätt.Överst finns en annan spole som tar energi och tar den till värmekretsarna. En anordning av denna typ är optimal när man använder olika typer av kylmedel, vid högt tryck och kylvätsketemperatur och ansluter flera värmegeneratorer.
• Tanken med en strömmande krets för varmvattenförsörjning. Värmeväxlaren är mestadels högst upp på tanken. Det bör vara tillverkat av metall som uppfyller standarderna för livsmedelsförbrukning. Kretsar är direkt anslutna. Ett sådant system är att föredra med ett jämnt flöde av varmt vatten.
• Värmeakkumulator med en inre panna. Uppvärmt vatten för hushållskonsumtion lagras i lagringstanken. Denna typ av värmeakkumulerande batteri kan enkelt integreras i öppna och stängda värmesystem utrustade med fast bränsle, elpannor och solfångare. Buffertankar av denna typ är särskilt relevanta vid användning av elektriska pannor, när värmebäraren värms upp på natten och vatten konsumeras under dagen. En 150 liters panna räcker för en genomsnittlig daglig konsumtion av vatten av en genomsnittlig familj.

Det finns flera utloppsrör för värmeakkumulatoren avsedda för värmesystemet, och de är placerade längs tanken vertikalt, eftersom det finns en temperaturgradient längs höjden. Detta görs så att det är möjligt att ansluta kretsar med olika krav på kylvätsketemperaturen, för att minska belastningen på temperaturkontrollerna. Som ett resultat används termisk energi så effektivt som möjligt.

Andra typer av system:

1. Ett enkelt spännband som begränsar möjligheten att justera. Varmt vatten stiger och tas från den övre punkten, efter kylning sjunker det ner i pannan igen. Det används om trycket och temperaturen i värmegeneratorn och värmekretsarna är desamma. Temperaturen regleras endast med metoden att öka / minska flödet av kylvätska.
2. I systemet finns blandningsenheter, förbikopplingar, därför är en mer exakt justering av kylmedlets temperatur möjlig. Utrustningseffektivitet uppnås genom installation av exempelvis trevägsventiler.
3. En ytterligare tank ingår i systemet, varför en liten volym varmvatten är tillgänglig direkt efter att pannan startat. Konsumenten behöver inte vänta tills systemet är helt uppvärmt, men vattentillförseln är inte stor och systemet värms upp långsammare än det klassiska.
4. Inuti buffertanken finns en spole, termisk energi från källan passerar genom den, och kylvätskan i värmelagringstanken är redan uppvärmd från spolen. I ett system av denna typ används olika kylvätskor. Du kan välja de som inte kan blandas på grund av oförenlighet med kemiska egenskaper. Genom spolen kan värme eller varmt vatten tillföras, eller kylvätskan från källan cirkulerar i denna cirkel.
5. En extra extern värmeväxlare är installerad i systemet. Det låter dig hålla önskad temperatur i batteriet.
6. System med en strömmande krets för varmvattenförsörjning. Det är optimalt om varmt vatten används jämnt. Annars rekommenderas att du köper en energiackumulator med en inbyggd panna.
7. System med en spole och anslutning till en alternativ energikälla, till exempel en solfångare. Det kallas bivalent. Anslutningen utförs på ett sådant sätt att kollektorn spelar en ledande roll i uppvärmningen av systemet och pannan ansluts när det inte finns tillräckligt med värmeenergi.
8. Ett multivalent system där huvuduppvärmningen utförs av lågtemperaturkällor, till exempel en solfångare och en geotermisk värmepump.De är anslutna i botten av värmeakkumulatorn. En högtemperaturpanna används som en hjälpkälla för värmeenergi.

I närvaro av olika värmekretsar och källor för termisk energi bildas ett komplext grenat system med många ytterligare justeringsutrustning, sensorer och säkerhetsgrupper. Det rekommenderas att anförtro dess design till proffs, eftersom beräkningar med hög precision krävs.

Batterisele för värme

Behållaren måste vara välisolerad. Om detta är en köpad värmeakkumulator måste du utvärdera tjockleken och kvaliteten på den yttre isoleringen. Ju bättre och tjockare värmeisolatorn är, desto längre kommer värmen kvar. Tack vare värmeisolatorns speciella struktur fungerar värmeakkumulatorn som en termos. Tjockleken på värmeisolering i högkvalitativa modeller är cirka 10 cm. Den täcker kroppen målad med värmebeständig färg. Ovanpå isoleringen finns ett lager skinn. Självisolering utförs enligt samma schema. Först målas tanken med en färgbeständig mot hög temperatur, sedan isoleras den med basalt bomullsull med en tjocklek av minst 150 mm, och toppen är täckt med folie.