Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу

Модернизация теплоаккумулятора

Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:

• Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов . Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
• Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
• Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
• Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
• Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.

Схемы подключения теплоаккумулятора

Вид схемы подключения зависит от устройства теплового аккумулятора, количества теплогенераторов и контуров потребления. Простейшая схема имеет следующий вид:

Подача теплоносителя из теплогенератора подключается к верхнему патрубку емкости, обратный трубопровод – к нижнему патрубку. К противоположным патрубкам присоединяются контуры потребления. При наличии двух патрубков со стороны потребления к ним подключаются распределительные коллекторы, при наличии системы патрубков – потребители подключаются напрямую (изображено на схеме). Подключение всех линий производится через арматуру с разъемными соединениями – чаще всего через шаровые краны со сгоном типа Американка.

Следует отметить, что при наличии в ТА одного или большего числа теплообменников происходит полное гидравлическое разделение системы потребления и котельной.

В этом случае обязательна установка группы безопасности и расширительного бака мембранного типа с каждой стороны – в системе потребления и в обвязке котельной. При этом расчет объема мембранного расширительного бака для каждой стороны производится отдельно.

При отсутствии теплообменника в аппарате теплоаккумулятор работает в прямом режиме гидравлической стрелки. При этом эффективность аккумулирования тепла несколько снижается, вместо группы безопасности достаточно установить на ТА воздухоотводчик. При наличии в устройстве теплообменников выполняется полное разделение гидравлических потоков, в некоторых случаях оно превосходит по качеству принцип работы классической гидрострелки.

При комбинировании 2 котлов различного типа – газового, твердотопливного, электрического или жидкотопливного – подключение их к емкости может производиться двумя способами:

1. К общим патрубкам с организацией обвязки котлов через трехходовой клапан;
2. К отдельным патрубкам устройства.

Подключение источников теплоты, имеющих разные тепловые режимы работы – альтернативных агрегатов и котлов – чаще всего производится к отдельным теплообменникам.

Схема обвязки теплоаккумулятора с разными источниками тепла

Низкотемпературные теплогенераторы (конденсационные газовые котлы, тепловые насосы, солнечные коллекторы) подключаются к нижней части теплоаккумулятора, высокотемпературные – котлы – к верхней части.

Порядок подключения потребителей имеет схожий алгоритм. К нижней части подключаются низкотемпературные потребители, прежде всего водяные теплые полы и стены, к верхней – бойлер косвенного нагрева, в средней части – приборы водяного отопления – радиаторы и конвекторы. Для обеспечения циркуляции котловой контур и контуры потребления оборудуются циркуляционными насосами.

Большинство ТА оборудованы патрубками для присоединения линии подпитки системы. При наличии теплообменника с этой линии производится пополнение теплоносителем только потребителей тепла – подпитку котлов следует производить по отдельно смонтированной линии.

Теплоаккумулятор – превосходное теплотехническое устройство, сочетающее в себе массу функций. Использование его в системе отопления позволяет снизить расходы на топливо, прежде всего на твердые сорта и электричество. Повышается качество управления системой, возникает возможность интеграции разнотипных источников теплоты. Многофункциональность устройства позволяет исключить из схемы дополнительные устройства – коллекторы, гидрострелку. Практика говорит о том, что затраты на установку теплового накопителя обычно быстро окупают себя.

(Просмотров 910 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Мобильный теплый пол

Лучшее отопление для частного дома

Электрический котел для отопления частного дома

Воздухоотводчики для систем отопления

Экономное отопление частного дома

Внутрипольные конвекторы – устройство, принцип работы и основные модификации

Как это работает

В обычных отопительных системах вода после нагревания подается в буферную емкость при помощи циркуляционного насоса. Бак возвращает обратно в нагреватель точно такое же количество уже охлажденного теплоносителя. Роль второго компрессора сводится к подаче нагретой воды, отобранной из верхней части емкости, внутрь расположенных в разных комнатах радиаторов.

Так как контур полностью герметичен, нижняя часть буфера получает обратно точно такое же количество жидкости. Первый из насосов включается только на время розжига котла. Второй аппарат оснащен термостатом, отслеживающим температуру в помещении. При ее понижении ниже заданного предела аппарат включается.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Этот конденсат — вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Закрытый тип с естественной циркуляцией Также довольно простая схема обвязки с малым числом теплопотребителей.

Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

В системе отопления с использованием теплового аккумулятора выделяются следующие преимущества: защита котла от перегрева; работа с максимальной экономией энергоресурсов и увеличение КПД всей системы отопления; простота и удобство в пользовании котлом, возможность загружать его в любое время; обеспечение стабильной температуры на всей площади помещения; возможность обеспечивать дома горячим водоснабжением, не используя дополнительные водогрейные устройства. Эта жидкость передается напрямую через трубную магистраль к теплоизлучателям. Однако, случаются ситуации, когда к некоторым вычислениям приходится прибегать и самостоятельно. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла.

Топливом для них выступают уголь, дрова, пеллеты. При тщательном подборе рекомендуется максимально учитывать такие рекомендации: Чем значительнее показатель пикового теплопотребления отличается от установленного среднечасового, а также чем дольше оно длиться, тем и больше необходим объем бака для накопления в нем нужного тепла.

Первая стадия работы — котел загружен и запущен. Подсоединение пойдет на смесительный узел. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы. Если изолировать насосы со стороны котла, то можно слишком сильно их утеплить, а это недопустимо. Далее обеспечиваем слив и наполнение системы.

К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Для теплоаккумуляторов, рассчитанных на высокие показатели давления, обычно применяются емкости с тороидальными верхней и нижней крышками. Как подключить твердотопливный котел Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы.

Третьим, но не менее важным достоинством можно считать безопасность ТТ котлоагрегата которую обеспечивает теплоаккумулятор. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы: Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. Рассмотрите тот факт, что стоимость работ напрямую зависит от основного принципа построения системы постоянной циркуляции топлива в котле. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале. Если планируется монтаж многовалентной системы отопления, следует использовать гидрострелку.
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Подбор теплоаккумулятора

Остальные критерии выбора емкости не столь важны и в основном касаются разных опций. Одна из них – встроенный змеевик, нагревающий воду для хозяйственных нужд. Может оказаться полезной, если нет других средств подогрева, но для больших расходов в сети ГВС этот способ точно не подойдет. Кроме того, теплообменник отнимет часть «заряда» теплоаккумулятора, уменьшив время автономной работы отопления.

Полезная опция – встроенный в верхнюю часть бака ТЭН, способный поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать дом какое-то время после того, как аккумулятор «разрядился», а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения гелиосистемы полезен лишь в южных регионах, где солнечная активность позволит загрузить теплоаккумулятор

А вот на что стоит обратить внимание при подборе, так это рабочее давление резервуара. Надо учитывать, что большинство твердотопливных котлов рассчитано на давление в рубашке до 3 Бар, значит, и буферная емкость должна спокойно выдерживать столько же

Требования к бесперебойнику

Чтобы узнать, какой бесперебойный агрегат подойдет к газовому котлу, заранее нужно определиться с требованиями, которые предъявляются к устройству. Поможет знакомство с основными показателями ИБП, характеризующими эффективность его работы. Некоторые из них:

• Активная и полная (с учетом реактивной составляющей) мощность, определяемая как произведение напряжения питания на силу тока в нагрузке.
• Коэффициент гармонических искажений, указывающий на качество выходного напряжения – на отклонение формы синусоиды от идеального вида.
• Наличие внешнего аккумулятора, позволяющего не прерывать работу котла при полном отсутствии сетевого питания в течение нескольких часов.
• Длительность функционирования в автономном режиме.
• Границы допустимых колебаний входного напряжения в Вольтах.

Длительность работы от АКБ зависит в большей степени от его емкости.

Когда по условиям эксплуатации котельного оборудования предполагаются длительные перерывы в энергоснабжении, следует предусмотреть возможность подключения дополнительных батарей. Также желательно, чтобы приобретаемый прибор обладал функцией автоматического отслеживания состояния электросети и восстановления нормального режима питания.

Дорогие агрегаты

В раздел дорогих агрегатов попали те, чья стоимость превышает 100000 руб., как правило, они имеют все дополнительные функции обеспечивающие нужную работу систем отопления.

Electric boiler Heat Tank

Данная модель относится к промышленным, вмещает в себя порядка 1500 литров воды и позволяет поддерживать температуру от +35 до +85 градусов. Подходит для работы совместно с газовыми и твердотопливными котлами. Тэна мощностью в 30 кВт позволяет использовать электрическую энергию в качестве запасного источника питания. Контейнер выполнен из нержавеющей стали и имеет теплоизоляцию в 25 мм, а также дополнительную защиту в виде нейлонового чехла, который предохраняет от появления коррозии. Небольшие габариты (диаметр 1 м, высота 2 м) позволяют с легкостью размещать прибор в нужном месте, а расположение патрубков позволяют с легкостью подключить модель. По желанию можно установить трубчатый теплообменник, тем самым увеличить мощность ТЭНа до 150 кВт.

Electric boiler Heat Tank
Достоинства:

• имеет точные настройки термостата;
• плавно регулируется;
• есть автоматический выключатель ТЭН;
• прогревается меньше чем за 3 часа;
• есть предохранительный клапан;
• давление в 0,6 атмосфер.

Недостатки:

• цена;
• не подойдет для использования технической воды.

Oso Accu АS

Довольно компактная модель Oso Accu АS, имеет объем в 100 литров и подходит для работы с солнечными коллекторами или небольшими тепловыми насосами. Внутренняя часть емкости выполнена из нержавеющей стали, а сама конструкция выдерживает давление в 9 атмосфер. Набольшие размеры 45 на 45 см, позволяют устанавливать прибор в любом месте помещения и с легкостью произвести простую стыковку с обвязкой. Модель продается без теплоизоляции и позволяет самостоятельно выбрать и установить подходящий уровень защиты предотвращающий тепловые потери. Максимальную безопасность в случае выхода источника из строя, обеспечивает полная нагрузка на наконечник.

Oso Accu АS
Достоинства:

• устройство выполнено в современном дизайне;
• имеет высокую устойчивость к коррозии;
• подводка расположена с боку;
• эффективность;
• ТЭН встроен;
• предусмотрены двойные соединения.

Недостатки:

• высокая цена;
• нет теплообменников.

S-Tank Hfwt DUO -1000

Тепловой аккумулятор S-Tank Hfwt DUO-1000 подойдет для использования как в жилом помещении, так и в небольшом промышленном. Объем бака достигает 1000 литров и оснащен двумя спиралевидными теплообменниками из нержавейки. Модель комплектуется с солнечными коллекторами, котлами работающими на природном газе или твердом топливе, а также с тепловыми насосами. Змеевик расположенный в  нижней части бака подключается к источнику обогрева, вода, проходящая по змеевику сверху, прогревается до температуры на 2 градуса ниже, чем жидкость, накопленная в самом баке. В пользовании владельцев регулярно находится порядка 1000 литров горячей воды. В комплекте с агрегатом идет теплоизоляционный кожух, выполненный из гибкого пенополиуретана и полиэфира. Рабочее давление в теплообменнике может достигать 6 атмосфер.

S-Tank Hfwt DUO -1000
Достоинства:

• самая высокая температура нагрева достигает 95 градусов;
• повышенная устойчивость к воздействию коррозии;
• в данной модели в качестве теплоносителя можно использовать водногликовые растворы;
• гарантийный срок от производителя равен 5 годам;
• устойчивая конструкция.

Недостатки:

цена.

Drazice Nado 300/20 v6

Отличный агрегат, имеющий два теплообменника, один из которых предназначен для нагрева 20 литров технической жидкости, а второй — для состыковки с солнечным коллектором. Drazice Nado 300/20 v6 объемом в 300 литров внутри покрыт эмалью, максимальная температура нагрева достигает 110 градусов. В комплекте идут два патрубка для ввинчиваемых нагревателей жидкости, работающих от электросети. Необходимый уровень тепла поддерживается за счет установленной теплоизоляции в виде слоя полиуретана и съемного кожуха. Сосуд окрашен специальной устойчивой к жару краской, благодаря которой, обеспечивается высокий уровень защиты от ржавчины.

Drazice Nado 300/20 v6
Достоинства:

• змеевик располагается по всей длине емкости, что повышает теплоотдачу;
• размеры настолько компакты, что позволяют монтировать его даже в небольшом помещении;
• изоляционный материал представлен в отдельной упаковке;
• удачно расположены патрубки.

Недостатки:

стоимость.

Накопитель энергоресурса своими руками

Максимально простую модель теплового аккумулятора можно сделать своими руками из готовой стальной бочки. Если таковой в распоряжении нет, придется приобрести несколько листов нержавейки толщиной не менее 2 мм и сварить из них подходящую по размеру емкость в форме вертикального цилиндрического бака.

Использовать для изготовления теплоаккумулятора еврокуб не рекомендуется. Он рассчитан на контакт с теплоносителем, имеющим рабочую температуру до + 70 ºС и просто не выдержит более горячих жидкостей

Руководство по изготовлению самоделки

Для подогрева воды в буфере потребуется взять медную трубку диаметром 2-3 сантиметра и длиной от 8 до 15 м (в зависимости от размеров бака). Ее придется согнуть в спираль и разместить внутри резервуара.

Аккумулятором в такой модели выступит верхняя часть бочки. Оттуда нужно вывести отводной патрубок для выхода горячей воды, а снизу сделать такой же для входа холодной. Каждый отвод оснастить краном для контроля поступления жидкости в накопительную зону.

В открытой отопительной системе в качестве буферного резервуара можно использовать стальной прямоугольный бак. В закрытой системе это исключено по причине возможных скачков внутреннего давления

На следующем этапе необходимо проверить емкость на герметичность, наполнив ее водой или смазав сварные швы керосином. Если утечки нет, можно перейти к созданию утеплительного слоя, который позволит жидкости внутри бака максимально долго оставаться горячей.

Как утеплить самодельный агрегат?

Для начала внешнюю поверхность емкости нужно тщательно зачистить и обезжирить, а затем прогрунтовать и покрасить термостойкой порошковой краской, защитив таким способом от коррозии.

Потом обернуть резервуар стекловатным утеплителем или рулонной базальтовой ватой толщиной 6-8 мм и закрепить ее шнурами либо обычным скотчем. При желании накрыть поверхность листовым металлом или «закутать» бак в фольгированную пленку.

Не стоит применять для утепления экструдированный пенополистирол или пенопласт. С наступлением холодов в этих материалах могут завестись мыши, ищущие себе теплое местечко для зимнего проживания

Во внешнем слое следует вырезать отверстия для отводных патрубков и подключить емкость к котлу и отопительной системе.

Буферную емкость нужно оснастить термометром, датчиками внутреннего давления и взрывным клапаном. Эти элементы позволяют контролировать потенциально возможный перегрев бочки и время от времени сбрасывать избыточное давление.

Схемы обвязки теплового аккумулятора

Осмелимся предположить, что если вы заинтересовались этой статьей, то, скорее всего, решили сделать тепловой аккумулятор для отопления и его обвязку своими руками. Схем подключения можно придумать много, главное, чтобы все работало. Если вы правильно понимаете процессы, происходящие в контуре, то вполне можете поэкспериментировать. То, как вы подключите ТА к котлу, повлияет на работу всей системы. Давайте для начала разберем самую простую схему отопления с теплоаккумулятором.

Простая схема обвязки ТА

На рисунке вы видите направление движений теплоносителя

Обратите внимание на то, что движение обратки вверх запрещено. Чтобы этого не происходило, насос между ТА и котлом должен прокачивать большее количество теплоносителя, нежели тот, который стоит до резервуара

Только в таком случае будет образовываться достаточная втягивающая сила, которая будет отбирать часть тепла из подачи. Минус такой схемы подключения – это длительное время разогрева контура. Чтобы его сократить, нужно создать кольцо прогрева котла. Его вы можете увидеть на следующей схеме.

Схема обвязки ТА с контуром прогрева котла

Суть контура разогрева заключается в том, что термостат не подмешивает воду из ТА до тех пор, пока котел не прогреет ее до установленного уровня. Когда котел разогрелся, часть подачи уходит в ТА, а часть перемешивается с теплоносителем из резервуара и поступает в котел. Таким образом, нагреватель всегда работает с уже нагретой жидкостью, что увеличивает его КПД и время разогрева контура. То есть батареи станут теплыми быстрее.

Такой метод установки теплоаккумулятора в систему отопления позволяет использовать контур в автономном режиме, когда насос работать не будет

Обратите внимание, что на схеме показаны только узлы подключения ТА к котлу. Циркуляция теплоносителя к радиаторам происходит по-другому контру, который также проходит через ТА

Наличие двух байпасов позволяет перестраховаться дважды:

• обратный клапан включается в работу, если насос остановлен и шаровой кран на нижнем байпасе перекрыт;
• в случае остановки насоса и поломки обратного клапана циркуляция осуществляется через нижний байпас.

В принципе, в такую конструкцию можно внести некоторые упрощения. Учитывая тот факт, что у обратного клапана высокое сопротивление потока, его можно исключить из схемы.

Схема обвязки ТА без обратного клапана для гравитационной системы

При этом, когда пропадет свет, нужно будет вручную открыть шаровой кран. Следует сказать, что при такой разводке ТА должен находиться выше уровня радиаторов. Если вы не планируете, что система будет работать самотеком, то обвязку системы отопления с теплоаккумулятором можно выполнить по схеме, указанной ниже.

Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией

В ТА создается правильное движение воды, что позволяет шар за шаром, начиная с верхнего, прогревать ее. Возможно, возникнет вопрос, что делать, если не станет света? Об этом мы рассказывали в статье об источниках альтернативного питания для системы обогрева. Это будет экономнее и удобнее. Ведь гравитационные контуры выполняются из труб большого сечения, к тому же должны соблюдаться не всегда удобные уклоны. Если посчитать цену труб и фитингов, взвесить все неудобства монтажа и сравнить это все с ценой ИБП, то идея установки альтернативного источника питания станет очень привлекательной.

Буферная емкость для котлов отопления

Принцип работы всех котлов имеет одно важное сходство: вода в них греется за счет сжигания топлива. Есть отопительные системы, где подача топлива и сжигания равномерно распределена (газовый котел)

А есть котлы, в которых такая система невозможна (твердотопливный котел). Также существуют котельные установки, в которых постоянное горение приводит к снижению подачи тепла (газогенераторный котел). Есть котлы, постоянный нагрев которых стоит очень дорого (электрический котел).

Все недостатки в котельных установках может решить буферная емкость. Чаще ее устанавливают вместе с твердотопливным котлом. Он дешевый в обслуживании и в установке. Такие котлы нуждаются в регулярной подаче топлива, так как вода в системе, при низкой температуре воздуха, может быстро остыть. Устанавливая тепловой аккумулятор, нагретая вода своевременно расходится по всей системе, своевременно обеспечивая дом теплом. Благодаря этому, увеличивается интервал между топками и значительно экономится расход топлива.

Буферную емкость целесообразно устанавливать и вместе с электрическим котлом, так как такая комбинация экономически выгодна. Ни для кого не секрет, что электрический котел расходует много электроэнергии. На потребление электроэнергии есть дневной и ночной тариф, стоимость которого отличается в несколько раз. Устанавливая теплоаккумулятор можно рассчитать время работы котельной установки так, чтобы он грел исключительно в ночное время (когда тариф ниже).

Как видно, использование буферного бака решает много проблем связанных с топливными котлами.

Поэтому использование теплового аккумулятора имеет много достоинств:

• значительно повышает срок службы котла;
• максимально увеличивает теплоотдачу котла;
• защищает отопительное оборудование от перегрева;
• выравнивает перепады температур в помещении, создавая комфортные условия;
• регулярно обеспечивает наличие горячей воды;
• возможность подключения буферной емкости к нескольким источникам тепла;
• экономия топлива и средств.

Тепловой аккумулятор имеет также и некоторые недостатки, к ним можно отнести:

• необходимость установки буферной емкости возле отопительного котла, а для этого нужно отдельное помещение необходимой площадью;
• бак имеет большие размеры и вес, что усложняет его транспортировку и установку;
• имеет достаточно высокую стоимость (полностью окупается через 2–5 лет).

Выбор качественного оборудования

Непосредственно аккумулятор выбирают под заранее приобретенный котел твердотопливного типа и подсчитывают параметры так, чтобы он запросто мог по максимуму аккумулировать тепловую энергию, которая была выработана непосредственным источником требуемого тепла.

Приоритетом и главным критерием выбора современного и продуманного теплоаккумулятора будет сам котел, если его рабочее время теплопоступления и мощность как-то лимитированы:

• Для выработки тепла только единственной разовой загрузки любого топлива и дальнейшим его разбором установленной системой полного отопления в течение целых суток.
• Накопителем солнечного типа определенной и требуемой для стабильной работы котла мощности, где собирается тепло исключительно в светлое время дня и стабильно равномерным или же исключительно пиковым использованием.

Основным показателем к выбору хорошего теплоаккумулятора становится сам потребитель, когда есть необходимость покрывать установленную нагрузку теплового характера за какой-то отрезок времени.

Приобрести данное устройство необходимо в соответствии с индивидуальными потребностями, а также характеристиками установленного твердотопливного котла.

Заранее спроектируйте, какой именно теплоаккумулятор вам необходим, чтобы он смог полностью выполнять возложенные на него функции и задачи по усилению и контролю вырабатываемой тепловой энергии котлом.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Расчет объема буферной емкости котла

Самым оптимальным решением этой задачи станет поручение ее выполнения инженерам-теплотехникам. Расчет объема теплоаккумулятора для всей системы отопления частного дома требует учитывать различные факторы, известные только им. Несмотря на это, предварительные подсчеты можно сделать самостоятельно. Для этого кроме общих знаний физики и математики понадобятся калькулятор и чистый лист бумаги.

Находим следующие данные :

• мощность котла, кВт;
• время активного горения топлива;
• тепловая мощность обогрева дома, кВт;
• КПД котла;
• температуры в трубе подачи и «обратке».

Рассмотрим пример предварительного расчета. Обогреваемая площадь — 200 м 2. время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве — 90° С, в обратном контуре — 40° С. Расчетная тепловая мощность обогреваемых помещений – 10 кВт. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Делаем расчет буферной емкости твердотопливного котла по теплоемкости воды :

где:m – масса воды в емкости (кг);Q – количество тепла (Вт);∆t – разность температуры воды в трубе подачи и «обратке» (°С);1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Подставив цифры в формулу получим 1375 кг воды или 1,4 м 3 (80000/1,163×50). Таким образом для системы отопления дома площадью 200 м 2 надо установить ТА емкостью 1,4 м 3. Зная эту цифру можно смело идти в магазин и смотреть, какой теплоаккумулятор приемлем.

Габариты, цена, комплектация, производитель уже легко определяемы. Сопоставляя известные факторы не трудно сделать предварительный выбор теплового аккумулятора для дома. Такой расчет актуален в случае, когда дом построен, система отопления уже смонтирована. Результат расчета покажет, нужно ли разбирать дверные проемы из-за габаритов ТА. Оценив возможность его установки на постоянное место, делается окончательный расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла, установленного в системе.

Собрав данные по системе отопления выполняем вычисления по формуле :

где:W – количество необходимого тепла для нагрева теплоносителя;m – масса воды;c – теплоемкость;∆t – температура подогрева воды;

Кроме этого понадобится значение k – КПД котла.

Из формулы (1) находим массу:m = W/(c×∆t) ( 2 )

Поскольку КПД котла известен, уточняем формулу (1) и получаемW = m×c×∆t×k ( 3 )откуда находим уточненную массу водыm = W/(c×∆t×k) ( 4 )

Рассмотрим, как рассчитать теплоаккумулятор для дома. В системе отопления установлен котел мощностью 20 кВт (указана в паспортных данных). Топливная закладка прогорает за 2,5 часа. Для отопления дома нужно 8,5 кВт/1 час энергии. Значит, за время прогорания одной закладки будет получено 20×2,5 = 50 кВт

На отопление помещений будет израсходовано8,5×2,5 = 21,5 кВт

Лишнее произведенное тепло50 – 21,5 = 28,5 кВтсохраняется в ТА.

Температура, на которую нагревается теплоноситель составляет 35° С. (Разность температур в трубе подачи и «обратки». Определяется замером во время работы системы отопления). Подставляя искомые значения в формулу (4) получаем28500/(0,8×1,163×35) = 874,5 кг

Эта цифра означает, что для сохранения тепла, выработанного котлом необходимо иметь 875 кг теплоносителя. Для этого понадобится буферная емкость для всей системы объемом 0,875 м 3. Такие облегченные расчеты позволяют легко выбрать теплоаккумулятор для котлов отопления.

Совет. Для более точного расчета объема буферной емкости лучше обратиться к специалистам.

Принцип работы накопителя

• Подача в котел холодной воды. После начала работы циркуляционного насоса, расположенного между котлом и накопителем, холодная жидкость из последнего устройства передается в верхнюю часть котла, и горячая вода начинает занимать освободившееся пространство.
• Подача горячей воды в отопительную систему. После включения насоса, установленного между накопителем и радиатором, он нагнетает горячую воду в трубы отопления, а холодный теплоноситель начинает поступать вниз накопительного бака. После достижения в помещении нужной температуры термостат отключает работу накопителя.
• Передача аккумулирующей энергии. Она осуществляется даже после сгорания в топке всех дров. Накопитель будет передавать тепло до тех пор, пока весь его бак не заполнится холодной водой.