Лучший теплоаккумулятор. Как сделать правильный выбор?
Выбор тепловых аккумуляторов на данный момент достаточно широкий и для определения лучшей модели нужно знать основные слабые стороны этого устройства. На что в первую очередь следует обращать внимание при покупке буферной ёмкости, и какие производители являются лидерами рынка, вы сможете разобраться по ходу прочтения этой статьи.
Самые важные характеристики теплоаккумулятора
Задача теплового аккумулятора (ТА) — накопление и сохранение тепловой энергии в определённом объёме воды. Бак изготавливается из прочной марочной стали толщиной не менее 3 мм. Все современные теплоаккумуляторы имеют цилиндрическую форму, при этом днище и верхняя грань ёмкости выполнены в виде сферического сегмента. Такое устройство продиктовано особенностями распределения давления воды внутри замкнутого пространства.
Идеальной формой бака с точки зрения прочности будет шар, но ёмкость такой формы неудобно размещать в котельной. В цилиндре со сферическими гранями давление жидкости распределяется примерно одинаково по всей внутренней поверхности.
Потому такая форма — оптимальная альтернатива шару, она обеспечивает высокую надёжность конструкции и занимает минимум лишнего места.
Главная характеристика теплоаккумулятора — это его долговечность. Наиболее сильное разрушающее воздействие на устройство оказывает постоянный контакт с водой и воздухом. Внутри ТА непрерывно циркулирует нагретая до высоких температур вода. Если она имеет повышенную кислотность (pH ниже 7 или выше 9), слишком большое содержание кислорода (более 0.02 мг/кг) или общую жесткость выше 7 мг-екв/кг, то такая жидкость значительно сокращает срок службы бака.
Вода, имеющая значительные отклонения указанных свойств, будет интенсивно воздействовать на внутренние стенки бака, особенно если защита поверхностей выполнена из недорогих материалов. Покрытие теплоаккумулятора изнутри защитным слоем — это норма для всех производителей, серийно выпускающих подобные устройства. Однако, не каждое предприятие располагает качественным современным оборудованием и необходимыми материалами для создания по-настоящему прочного и надёжного барьера между водой и стальными листами корпуса.
Следующее важнейшее качество буферной ёмкости лежит в её способности сводить к минимуму потери тепла. Зайдя в любой интернет-магазин отопительной техники можно увидеть значительное отличие стоимости бака с термоизоляцией и без неё. Теплозащита должна быть обязательно не менее 100 мм толщиной из материала с очень низкими показателями теплопередачи. На данный момент лучшие модели оснащаются кожухами из вторично-вспененного пенополиуретана.
Приобретение бака без теплоизоляции заметно скажется на расходе топлива. Резервуар имеет, как правило, большой объём от 700 литров и более. Такое количество воды без термозащиты будет активно терять тепло. В итоге определённая часть энергии от сгоревшего в топке материала будет тратиться на прогрев воздуха в помещении с теплоаккумулятором. На батареи в доме будет приходить меньше тепла и для достижения комфортной температуры придётся сжигать больше топлива в котле.
Наличие дополнительных функций
Сейчас установка теплового аккумулятора способна не только значительно увеличить продолжительность работы теплосистемы после остановки котла.
Некоторые производители выпускают устройства, внутри которых можно разместить дополнительный бак для системы горячего водоснабжения.
Важно также понимать, что эффективность работы буферной ёмкости во многом зависит от её правильной установки в контуре отопления. Оптимальное размещение входов и выходов различных контуров будет индивидуальным для каждой теплосистемы. Поэтому, большим преимуществом является возможность заказа ёмкости, в которой выходы размещаются в местах, подобранных индивидуально под конкретную схему отопления.
При отсутствии электрического котла теплоаккумулятор может использоваться как электрический водонагреватель. Такая эксплуатация бака целесообразна при наличии двухтарифного счётчика. Если в буферной ёмкости предусмотрена возможность размещения ТЭНа, то с его помощью на дешевом ночном тарифе вся вода в баке каждую ночь прогревается с минимальными затратами средств.
Какую фирму лучше выбрать?
Самые известные отечественные производители теплоаккумуляторов в Украине — это фирмы Termico (Термико), Альтеп, Kuydych, PlusTerm, DTM, Корди, Atmosfera и другие.
Такой большой список фирм сложился постепенно. Многие производители начинали с простых кустарных частных бригад и со временем наладили серийный выпуск своей продукции.
Большой спрос на отечественные модели буферных ёмкостей основывается на том, что зарубежные компании слишком завышают стоимость своей продукции. Кроме того, производство в Европе по понятным причинам более затратно. Вместе с доставкой цена на конечный продукт в Украине достигает цифр, которые в разы превышают стоимость хорошего украинского аналога.
Лидером среди украинских производителей тепловых аккумуляторов является фирма Термико. Устройства этой компании занимают первое место в рейтинге самых продаваемых теплоаккумуляторов в Украине. Такой большой спрос на буферные ёмкости Termico связан с их высоким качеством. А стоимость тепловых аккумуляторов этой фирмы вполне доступна, несмотря на дорогостоящие материалы, которые применяются в процессе их изготовления.
Буферные ёмкости Термико защищены изнутри бакелитом.
Этот уникальный материал широко используется в военной промышленности, где к защитным покрытиям предъявляются всегда очень жесткие требования. Возможность на протяжении десятков лет работать в агрессивных средах делает бакелит незаменимым материалом во многих отраслях. Он образует сверхпрочный негорючий слой, обладающий высокой устойчивостью даже к едким химическим соединениям.
Кроме устранения главной слабости других буферных ёмкостей — склонности к коррозии, инженеры Термико внедрили несколько конструктивных нововведений в свои устройства. В тепловой аккумулятор Termico можно установить бак для подачи нагретой воды в систему горячего водоснабжения. Таким образом решается вопрос с установкой бойлера косвенного нагрева. В нём больше нет необходимости — на лицо значительная экономия бюджета.
Помимо того, в буферную ёмкость Термико при необходимости ставится дополнительный теплообменник. К нему можно подключить систему тёплых полов или контур нагрева теплоносителя через солнечный коллектор.
Одновременное использование двух змеевиков открывает целый ряд вариантов для оптимизации работы отопления и горячего водоснабжения в доме.
Стоимость продукции Термико ниже, чем у сопоставимых по качеству моделей конкурентов. Несмотря на целый ряд преимуществ своих устройств, эта фирма не завышает цены, а предпочитает оставаться одной из наиболее доступных на украинском рынке. Часто невысокая цена становится основной причиной приобретения теплоаккумуляторов Термико. Но, при ближайшем рассмотрении, после долгих лет эксплуатации каждый покупатель на личном опыте убеждается в правильности своего выбора.
Теплица с теплоаккумулятором из поликарбоната своими руками. Как самому сделать теплицу.
Определившись с проектом теплицы, я приступил к его реализации. Предстояло выбрать место размещения теплицы.
(продолжение статьи. См. начало статьи)
Отнестись к этому надо архисерьезно. Правильное расположение теплицы на участке — залог успеха всей операции.
1. Теплица должна быть расположена в месте, освещаемом солнцем от восхода до заката.
В крайнем случае — возможно нахождение ее в тени (от дома или деревьев) но только уже в вечерние часы. Утреннее же солнце крайне важно для растений. Давно подмечено, и не только мной, что растения, которые встречают рассвет и находятся на солнце с рассвета и до, например, середины дня, растут гораздо лучше тех, кто начинает получать солнечные ванны с середины дня и до заката. Очевидно, это связано с тем, что первые лучи солнца сразу начинают согревать озябшие за ночь «вершки» растения, приводя их в температурный баланс с «корешками». А если растение с утра в тени, то порцию тепла оно получит не скоро. И воздух вечером остывает довольно быстро. Т.е. растение попросту недополучает тепла. Между тем известно, что прохождения растением полного цикла своей вегетации, оно должно набрать определенную сумму температур. Все это в полной мере относится и к теплице.
Таким образом, ни в коем случае нельзя располагать теплицу к западу от дома или других строений, от высоких деревьев, особенно близко.
Только со стороны востока или юга. Что бы первые же лучи Солнца падали на теплицу. Тем более, что ясная погода в средней полосе бывает именно с утра. К обеду обычно натягивает отдельные облака, а к вечеру вообще становится облачно.
2. Второе важнейшее требование к месту установки теплицы — отсутствие мощных ветровых потоков в месте установки, сквозняков. Особенно со стороны запада и севера. Уж так сложилась, что в средней полосе Европейской части России в основном дуют как раз холодные северные и западные ветра. А теплица, во-первых построена из не ахти какого теплоизолятора — поликарбоната 4 мм толщиной. Во-вторых — имеет огромную площадь охлаждения – десятки квадратных метров. И в третьих – не будет иметь никакого источника тепла, кроме солнца. И то надо еще уметь качественно его использовать и запасать. Вобщем, чем тише (по части ветра) будет место, где установлена теплица, тем лучше. Теплее будет.
3. Так же важным является ориентация теплицы относительно сторон света.
Это влияет на скорость ее прогрева и на прогрев вообще в течении дня. Тут мнения сильно расходятся. Вариант ориентации по длине «восток-запад» хорош тем, что в период максимально подъема Солнца надо горизонтом теплица повернута к нему боком и площадь облучения так же максимальна. Но в летние жаркие дни это ведет к перегреву теплицы. Утром и вечером теплица стоит к солнцу торцами, хотя и прозрачными.
Вариант ориентации «север- юг» наоборот, имеет максимальное поглощение солнечной энергии утром и вечером, зато в жаркий полдень она повернута торцом к Солнцу и меньше должна перегреваться.
И та и другая теория имеет свои плюсы и минусы и выяснить что лучше можно только построив две одинаковые теплицы и сравнив температурные показатели в них. Но с учетом того, что в моей теплице будет теплоаккумулятор, я остановился на варианте «восток-запад». Поскольку мне всегда есть куда деть лишнее тепло — направить его в теплоаккумулятор. А утром и ночью он вернет его теплице. Т.е. важно получить в любом случае тепла побольше, неважно когда. В сумме побольше. Поэтому наклонная плоская крыша теплицы будет обращена на юг. Вообще говоря, обращена она немного на юго-юго-восток, так ориентирован весь участок и стенки теплицы удачно совпали (параллельно) со сторонами участка.
Итак, исходя из вышеизложенных требований место для теплицы было выбрано, к югу от дома, практически напротив. С севера и запада теплицу «прикрывает» дом и быстроподрастающий густой сосновый «бор», высотой уже более 2-3 м. Солнце освещает теплицу с восхода до заката. Разве что после вырастания деревьев последние пара часов перед закатом летом она будет в тени. Но это уже неважно. К югу от теплицы – картофельное поле и огород где нет и не планируется никаких высоких построек и растений.
Строительство теплицы началось с сооружения теплового аккумулятора. Под него необходимо было выкопать «котлован», размерами с теплицу и глубиной 50-60 см. Разметка производилась с помощью четырех колышков и пары брусков (для выдерживания прямой линии).
Прямые углы выставлялись «диагональным» методом — у прямоугольника диагонали равны. Размер котлована 580 х 260 х 70 см в наиболее глубокой части. Стенки котлована сделаны под уклон. Что бы конденсат стекал на дно котлована. Кроме того, дно котлована сделано с небольшим уклоном в одну сторону.
Грунт при выемке котлована сортировался. Самый верхний слой — дернина, складывался в одну сторону (его потом пустим на наполнение грядок, как наиболее плодородный). Более нижние слои (супесь и суглинок) – в другую. Его используем для планировки участка.
На дне котлована в грунте были просверлены пара дренажных скважин, что бы конденсат свободно просачивался сквозь водоупорные слои вниз круглый год, особенно весной, когда теплоаккумулятор и грунт вокруг промерзли, весенний воздух насыщен влагой и надо прогревать тепловой аккумулятор, оттаивать его и запасать тепло. (см. Как сделать дренажную скважину)
Когда котлован и дренаж были готовы, я огородил фундамент будущей теплицы дощатыми щитами. (Для щитов использованы полуразобранные поддоны – палетты). Дело в том, что строительство велось уже поздней осенью, и отливать стенки из теплого бетона было уже поздно.
После этого я приступил к заполнению теплового аккумулятора ПЭТ-бутылками и канистрами с водой. И в тех и других я оставлял примерно по 10% пустого пространства на расширение льда при замерзании. Если ПЭТ-бутылки к этому явлению относятся очень стойки, то полиэтиленовые канистры, хотя и толстостенные — более нежные.
Бутылки и канистры укладывались в несколько рядов, со взаимно перпендикулярным расположением. Это обеспечивает сохранение необходимых воздушных зазоров в теле теплоаккумулятора. Ведь он будет нагреваться потоком воздуха, идущим от одной стенки теплицы к другой.
При укладке канистр и бутылок, под грядками я решил немного поднять уровень теплоаккумулятора, а в центре – опустить. В середине, в районе центрального прохода теплицы я старался укладывать именно ПЭТ-бутылки, как наиболее стойких «бойцов». Ходить по ним можно совершенно спокойно. Теплоаккумулятор получился в виде перевернутой «П» в сечении. Примерный объем — около 5 тонн воды (кому интересно – ок. 900 1,5-2 литровых ПЭТ бутылок и около 500 5-ти и 10-ти литровых канистр). В процессе эксплуатации сниму его тепловые характеристики.
Продолжение следует…
Константин Тимошенко © 07.02.2011
Ученые разрабатывают стабильный, эффективный и экологически чистый материал
Феликс Марске держит образец нового материала. Кредит: Uni Halle / Мариан Зорге Новый теплоаккумулирующий материал может помочь значительно повысить энергоэффективность зданий. Разработанный исследователями из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Лейпцигского университета, он может использоваться для хранения избыточного тепла и отдачи его обратно в окружающую среду, когда это необходимо.
Изобретение представляет собой так называемый стабилизированный по форме материал с фазовым переходом. Он может поглощать большое количество тепла, меняя свое физическое состояние с твердого на жидкое. Накопленное тепло затем повторно высвобождается, когда материал затвердевает. «Многие люди знакомы с этим принципом по грелкам для рук», — объясняет профессор Томас Хан из Института химии MLU. Однако изобретение Галле не будет использоваться в карманах пальто. Вместо этого он может использоваться в строительной отрасли в качестве больших панелей, которые можно интегрировать в стены. Затем они будут поглощать тепло в солнечные часы дня и снова отдавать его позже, когда температура падает. Это может сэкономить много энергии: исследователи подсчитали, что, когда новый материал нагревается, он может накапливать — при правильных условиях — до 24 раз на 10 градусов Цельсия больше тепла, чем обычный бетон или стеновые панели.
В отличие от грелок для рук, панели из этой смеси материалов не плавятся при поглощении тепла. «В нашем изобретении аккумулирующий тепло материал заключен в каркас из твердого силиката и не может выйти наружу из-за высоких капиллярных сил», — объясняет Хан. Самое главное, что в его производстве используются экологически чистые вещества: безвредные жирные кислоты, подобные тем, что содержатся в мыле и кремах. Из рисовой шелухи можно получить даже добавки, придающие материалу прочность и повышенную теплопроводность.
Новый материал. Кредит: Uni Halle / Мариан Зорге В текущем исследовании команда описывает этапы создания структуры материала и то, как различные химические вещества влияют друг на друга. Для этого команда получила поддержку от группы исследователей во главе с профессором Кирстен Басиа из MLU, которые использовали флуоресцентную микроскопию для визуализации механизма. «Знания, которые мы получаем, могут быть использованы для дальнейшей оптимизации материала и потенциального производства его в промышленных масштабах», — говорит Феликс Марске, который продвигал разработку в рамках своей докторской диссертации с Томасом Ханом. До сих пор материал производится только в небольших количествах в лаборатории. В будущем его можно комбинировать с другими шагами, чтобы помочь сделать здания значительно более энергоэффективными или обеспечить пассивное охлаждение фотоэлектрических систем и батарей, тем самым повысив их эффективность.
Дополнительная информация: Феликс Марске и др., Влияние поверхностно-активных веществ и органических полимеров на монолитные стабилизированные по форме материалы с фазовым переходом, синтезированные золь-гель методом, Journal of Energy Storage (2022). DOI: 10.1016/j.est.2022.104127
Предоставлено Университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг
Цитата : Хранение тепла: ученые разрабатывают стабильный, эффективный и экологически чистый материал (2022, 29 марта).) получено 4 декабря 2022 г. с https://phys.org/news/2022-03-storage-scientists-material-stable-efficient.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Ученые разрабатывают стабильный, эффективный и экологически чистый материал — ScienceDaily
Science News
от научно-исследовательских организаций
- Дата:
- 29 марта 2022 г.
- Источник:
- Университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг
- Резюме:
- Новый теплоаккумулирующий материал может помочь значительно повысить энергоэффективность зданий. Его можно использовать для хранения избыточного тепла и отдачи его обратно в окружающую среду, когда это необходимо. В отличие от существующих материалов, новый может поглощать значительно больше тепла, более стабилен и изготовлен из безвредных веществ.
- Поделиться:
ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ
Новый теплоаккумулирующий материал может помочь значительно повысить энергоэффективность зданий. Разработанный исследователями из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Лейпцигского университета, он может использоваться для хранения избыточного тепла и отдачи его обратно в окружающую среду, когда это необходимо. В отличие от существующих материалов, новый может поглощать значительно больше тепла, более стабилен и изготовлен из безвредных веществ. В Журнал накопления энергии Команда описывает механизм формирования материала.
реклама
Изобретение представляет собой так называемый формостабилизированный материал с фазовым переходом. Он может поглощать большое количество тепла, меняя свое физическое состояние с твердого на жидкое. Накопленное тепло затем повторно высвобождается, когда материал затвердевает. «Многие люди знакомы с этим принципом по грелкам для рук», — объясняет профессор Томас Хан из Института химии MLU. Однако изобретение Галле не будет использоваться в карманах пальто. Вместо этого он может использоваться в строительной отрасли в качестве больших панелей, которые можно интегрировать в стены. Затем они будут поглощать тепло в солнечные часы дня и снова отдавать его позже, когда температура падает. Это может сэкономить много энергии: исследователи подсчитали, что, когда новый материал нагревается, он может накапливать — при правильных условиях — до 24 раз на 10 градусов Цельсия больше тепла, чем обычный бетон или стеновые панели.
В отличие от грелок для рук, панели из этой смеси материалов не плавятся при поглощении тепла. «В нашем изобретении аккумулирующий тепло материал заключен в каркас из твердого силиката и не может выйти наружу из-за высоких капиллярных сил», — объясняет Хан. Самое главное, что в его производстве используются экологически чистые вещества: безвредные жирные кислоты, подобные тем, что содержатся в мыле и кремах. Из рисовой шелухи можно получить даже добавки, придающие материалу прочность и повышенную теплопроводность.
В текущем исследовании команда описывает этапы создания структуры материала и то, как различные химические вещества влияют друг на друга. Для этого команда получила поддержку от группы исследователей во главе с профессором Кирстен Басиа из MLU, которые использовали флуоресцентную микроскопию для визуализации механизма. «Знания, которые мы получаем, могут быть использованы для дальнейшей оптимизации материала и потенциального производства его в промышленных масштабах», — говорит Феликс Марске, который продвигал разработку в рамках своей докторской диссертации с Томасом Ханом. До сих пор материал производится только в небольших количествах в лаборатории. В будущем его можно комбинировать с другими шагами, чтобы помочь сделать здания значительно более энергоэффективными или обеспечить пассивное охлаждение фотоэлектрических систем и батарей, тем самым повысив их эффективность.
изменить мир к лучшему: спонсируемая возможность
История Источник:
Материалы предоставлены Университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Номер журнала :
- Феликс Марске, Джо Даслер, Кэролайн Хаупт, Кирстен Басиа, Томас Хан, Дирк Энке. Влияние поверхностно-активных веществ и органических полимеров на монолитные стабилизированные по форме материалы с фазовым переходом, синтезированные золь-гель методом . Журнал накопителей энергии , 2022; 49: 104127 DOI: 10.1016/j.est.2022.104127
Процитировать эту страницу :
- MLA
- АПА
- Чикаго
Университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг.