Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

Сучасні котли опалення в чому перевершують старовинні цегляні печі, але в дечому і програють їм: не маючи масивних елементів, вони не можуть накопичувати тепло.

Між тим, така здатність, як ми побачимо далі, може бути вельми корисною і дехто з користувачів, розуміючи це, оснащує свій котел теплоаккумулятором.

Давайте подивимося, яку роль відіграє бак акумулятор в системі опалення і як можна виготовити його самостійно.

Зміст

  • 1 Принцип роботи та призначення
  • 2 Переваги та недоліки акумуляторного бака
    • 2.1 З електрокотлом
    • 2.2 З твердопаливним котлом
    • 2.3 З газовим котлом
  • 3 Розрахунок обсягу накопичувального бака для опалення
    • 3.1 Порядок розрахунку
  • 4 Рекомендації щодо виготовленню своїми руками
  • 5 Чим утеплити теплоакумулятор?
  • 6 Відео на тему

Принцип роботи та призначення

Щоб забезпечити опалювальний прилад теплоаккумулятором, нічого особливого вигадувати не потрібно. З цією роллю легко може впоратися невід’ємний компонент системи опалення — теплоносій. Тільки потрібно значно збільшити його обсяг і дещо видозмінити схему підключення котла і споживачів.

Для цього беруть більшу обклеєну теплоізолятором ємність (її і будемо надалі називати теплоаккумулятором — ТА) і підключають її до котла так, як якщо б це був опалювальний контур. Тобто від котла до ємності протягують подаючий і зворотний трубопроводи, причому перший заводиться в неї зверху, а другий — знизу. На «обратку» встановлюються циркуляційний насос і мембранний розширювальний бачок.

Отримуємо малий контур «котел — ТА». Перед обігрівачем в даному випадку стоїть наступне завдання: нагріти наявний в ТА запас теплоносія до максимально можливої температури — близько 90 – 95 С.

Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

Принцип роботи розширювального бака

З іншого боку до ТА підключають один або кілька опалювальних контурів так, як якщо б замість нього стояв звичайний котел. При цьому подаючий трубопровід підключається до ТА-зверху, а зворотний — підводиться до нижньої частини. У кожному з контурів є свій циркуляційний насос і розширювальний бачок, а крім того змішувальний вузол.

Останній складається з перемички між «поданням» і «обратку», встановлених на ній 3-ходових клапанів з термоголовками і виносного термодатчика. Поки теплоносій в контурі має досить високу температуру, насос ганяє його через перемичку по колу. Коли середовище охолоне, спрацьовує термодатчик, який змусить переключитися клапани так, щоб контур надійшла певна порція гарячого теплоносія з ТА.

При цьому частина холодного теплоносія контуру буде скинута в нижню частину бака. Так раз за разом автоматика буде підмішувати в опалювальний контур рівно таку кількість теплоносія з акумулятора, яке необхідно для підтримки в ньому необхідної температури.

Неважко помітити, що ТА паралельно грає роль гидрострелки. Тобто до нього можна підключати контури, що працюють в різних температурних режимах, наприклад, систему радіаторів і «тепла підлога».

Переваги і недоліки акумуляторного бака

Подивимося тепер, що виграє користувач, застосовуючи ТА з опаленням різних типів:

З електрокотлом

Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недолікиЯк відомо, електричне опалення по зручності експлуатації не тільки перевершує будь-яке інше, але і з повним правом може вважатися ідеальним. Судіть самі:

  • викиди відсутні, отже, димар не потрібен;
  • абсолютно безшумна робота;
  • потужність тепловиділення змінюється від 0% до 100% при постійно високому ККД;
  • легко піддається автоматизації.

Але всі ці достоїнства перекреслюються одним недоліком — високою вартістю електроенергії. Той же, у кого є ТА, може істотно знизити витрати на електроопалення. Справа в тому, що поряд із звичайною формою оплати електропостачання існує так звана багатотарифна, яка передбачає різну вартість електрики вдень і вночі.

Денний тариф трохи вище звичайного, але зате нічний — приблизно в 3 рази нижче. Перейшовши на таку форму оплати, можна експлуатувати електрокотел тільки вночі, опалюючи будинок в денний час за рахунок накопиченого в ТА тепла.

З твердопаливним котлом

Тут сенс установки ТА очевидний: користувачеві можна буде рідше підкладати паливо, що особливо цінно вночі. Але це тільки «перша вигода», яка лежить на поверхні. Справа в тому, що твердопаливні котли працюють з максимальною ефективністю тільки в режимі номінальної потужності.

Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

Схема підключення теплоаккумулятора

Якщо ж обігрівач «прикрутити» за допомогою повітряної заслінки, що доводиться робити більшу частину опалювального сезону, відразу з’являється ціла серія небажаних явищ:

  • різко падає ККД (неповне згоряння палива);
  • збільшується утворення сажі і токсичного конденсату;
  • вихлоп стає особливо отруйним з-за підвищеного вмісту чадного газу та інших неповних оксидів, а також важких вуглеводневих радикалів.

Маючи ж накопичувачем тепла, користувач отримує можливість навіть у міжсезоння експлуатувати твердопаливний котел тільки на максимальній продуктивності: ТА вбере в себе надлишкове тепло, а потім буде потроху віддавати його системі опалення.

З газовим котлом

У переважній більшості газові котли працюють в режимі «старт-стоп», тобто періодично включаються, щоб підігріти теплоносій, після чого знову вимикаються. Без відключень працюють тільки агрегати з модульованими пальниками (у них потужність регулюється), які коштують порівняно дорого.

Режим «старт-стоп» супроводжується температурними перепадами, які скорочують термін служби елементів котла. Причому із зменшенням навантаження на опалювальну систему (відлига або міжсезоння) частота включень збільшується. При наявності ТА газовий котел буде працювати стабільно на номінальній потужності, а потім надовго відключатися.

Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

Опалення приватного будинку газовим котлом

Слід, однак, визнати, що і з деякими недоліками доведеться миритися:

  • знадобляться як мінімум два циркуляційних насоси, клапани та автоматика для змішувального вузла;
  • для накопичення більш-менш пристойного запасу тепла потрібен великий обсяг теплоносія,

ТА зазвичай займає досить багато місця і потребує фундаменті.

Розрахунок обсягу накопичувального бака для опалення

Покажемо розрахунок на прикладі з наступними вихідними даними:

  • Тепловтрати в будинку при найменшій зовнішній температурі складають 12 кВт.
  • Час, протягом якого ТА повинен забезпечувати теплом житло в самий сильний холод — 5 годин.
  • Температура теплоносія, на яку розрахована система опалення — 60С.
  • Максимальна температура теплоносія в ТА — +90С.
  • Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

    Накопичувальний бак

    Порядок розрахунку

    Визначаємо загальну кількість тепла, яке повинен складати ТА для 5-годинного «чергування»:

    Q = 12 * 5 = 60 кВт*год.

    Враховуючи, що 1 кВт*год = 3,6 МДж, отримуємо: Q = 60 * 3,6 = 216 МДж.

    Обчислюємо необхідний обсяг теплоносія (вода) з формули:

    Q = m*c*(Tmax — Tmin),

    де:

    • M — маса води;
    • З — теплоємність води, при t = +60 C c = 4182 Дж/кг*С, при t = +90С з = 4208 Дж/кг*С, для розрахунку приймаємо середнє значення: з = 4195 Дж/кг*С;
    • Tmax і Tmin — максимальна і мінімальна температура теплоносія в ТА, за умовою Tmax = +90C, Tmin = +60С.

    З цієї формули знаходимо необхідну масу води:

    M = T / (c*(Tmax — Tmin)) = 216 000 000 / (4195* (90 — 60)) = 1716.33 кг.

    Оскільки 1 кг води має об’єм 1 л, нам знадобиться бак ємністю 1717 л або 1,7 куб. м. Такий обсяг має куб з довжиною ребра близько 1,2 м.

    Користувачеві слід врахувати, що котел повинен мати потужність в 1,5 – 2 рази більшу, ніж потрібно для компенсації тепловтрат в самий холодний період, адже обслуговувати систему опалення і заряджати ТА він буде одночасно.

    Рекомендації щодо виготовленню своїми руками

    Як виготовити бак акумулятор в системі опалення своїми руками? Конструктивно ТА являє собою ємність, у якій є:

    • кришка;
    • штуцери для підключення трубопроводів;
    • гільзи для установки манометра і термометра;
    • запобіжний клапан.

    Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недоліки

    Саморобний бак

    Додатково бак-накопичувач можна оснастити:

    • змійовиком для підігріву води на господарські потреби;
    • змійовиком для підключення сонячного колектора;
    • трубчастими електронагрівачами (Тенами).

    Важлива обставина: щоб теплоносій не насичується киснем, ТА повинен бути закритим. В такому разі він буде відчувати навантаження від тиску, развиваемого циркуляційним насосом.

    Бак прямокутної форми в таких умовах може роздути, тому слід робити його у вигляді циліндра зі сферичним днищем і кришкою.

    Таку ємність доведеться замовити на металообробному підприємстві, так як для її виготовлення знадобляться вальці та гідравлічний прес. При невеликому обсязі можна застосувати готовий резервуар, розрахований на високий тиск, наприклад:

    • газовий балон;
    • ресивер від компресора промислового призначення або від залізничного вагона;
    • старий бойлер;
    • ємність для зберігання рідкого азоту.

    Можна застосувати й прямокутний резервуар, але тоді його потрібно буде посилити зсередини зв’язками з труби діаметром 20 мм.

    Чим утеплити теплоакумулятор?

    Самим недорогим, а тому і найбільш популярним утеплювачем є пінополістирол, який у побуті ми звикли називати пінопластом.

    Бак акумулятор в системі опалення — переваги і недолікиАле в даному випадку застосовувати не слід, оскільки матеріал цей, як і багато інших полімерів, при нагріванні (починаючи з температури +80С) виділяє значну кількість шкідливих для здоров’я летких речовин (результат термічного розпаду полімерних молекул).

    Звичайно, в теплоаккумуляторах заводського виготовлення, як і в бойлерах, полімерна теплоізоляція використовується (зазвичай пінополіуретан), але в цих приладів є герметичний кожух, зробити який у домашніх умовах досить складно.

    Більш підходящий варіант утеплювача для ТА — мінеральна вата, волокна якої робляться з базальту або скла. Причому бажано використовувати такі марки, в яких роль сполучної грає не фенолформальдегидная смола, а акрил. В якості прикладу можна навести утеплювачі URSA PURE ONE і Knauf Insulation.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: