Теплоаккумуляторы своими руками: Как сделать теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Содержание

Теплоаккумулятор своими руками — описание и изготовление!

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:

При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.

Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Конструкции теплоаккумуляторов заводского изготовления

Тепловые аккумуляторы, изготовленные промышленным способом, представляют собой стальной бак (обычно цилиндрической формы) во внутренней полости которого размещены один или несколько змеевиков по которым осуществляется циркуляция теплоносителя основного и дополнительного контуров отопления.

Некоторые системы имеют дополнительный подогрев воды, который обеспечивается размещенными внутри теплоэлектронагревателями. Заводские теплоаккумуляторы имеют различные устройства автоматики и контроля нагрева воды.

Самостоятельное копирование подобных устройств в домашних условиях достаточно проблематично и обойдется ненамного дешевле его стоимости в магазине. Самыми сложными элементами являются змеевики, изготавливаемые из нержавеющих или медных трубок, навивка которых является достаточно сложной задачей при решении ее в домашних условиях.

Не менее сложны и вопросы герметизации выходных штуцеров, к которым подключается система отопления, и их уплотнение. Теплоизоляция аккумуляторного бака также является серьезной проблемой.

Ниже будет описана конструкция аккумулятора тепловой энергии, которая вполне пригодна для повторения в домашних условиях. Принцип его работы заключается в следующем:

теплоноситель, во время работы отопительного котла на полную мощность, частично направляется в теплоаккумулятор;
после отключения котла нагретый теплоноситель из теплоаккумулятора, циркулируя по трубопроводам отопления, обеспечивает обогрев жилых помещений;
если разместить внутри корпуса устройства дополнительный змеевик и подключить его к обычной водопроводной магистрали, будет обеспечено горячее водоснабжение жилого помещения;
переключение работы системы отопления при питании от отопительного котла или от теплоаккумулятора обеспечивается специальной запорно-регулирующей арматурой, которая может срабатывать автоматически или переключаться вручную.

Схема подключения теплоаккумулятора

СО – система отопления. 1 – автоматический распределитель теплоносителя;

2 – циркуляционный насос; 3; 4; 5 – запорно-регулирующая арматура;

6;7 – датчики температуры.

Виды теплоаккумуляторов

Существует несколько видов тепловых аккумуляторов.

Стандартная буферная емкость. Аккумулятор – это обычный металлический бак. Для того чтобы он дольше сохранял тепло, бак должен быть покрыт слоем утеплителя. Если конструкция не утеплена – сделать это можно своими руками.

Накопитель горячего водоснабжения. Чтобы бак-теплоаккумулятор грел воду, его нужно укомплектовать змеевиком. Змеевик служит проводником холодной воды из водопровода в бак, его размещают в верхней или нижней части конструкции либо, вообще, по всему периметру нагревателя. Напрямую пускать воду в бак не рекомендуется, так как на стенках аккумулятора образовываются отложения и распространяются бактерии.

Змеевик проводят не только от водопровода, но и от солнечных лучей так называемые солнечные коллекторы. Теплоноситель поступает в накопитель от специальных нагретых солнцем панелей, оставляет тепло в баке, и по змеевику опять возвращается к панелям, чтобы заново нагреться.

Водяной теплоаккумулятор с теплообменником. Как и змеевик, теплообменник

Теплоаккумуляторы

используют для ГВС. Благодаря высокой теплопроводности, гофрированная труба отлично подойдет для подключения к солнечным коллекторам. Теплообменник еще используют для системы теплых полов. Труба выдерживает давление до 10 атмосфер.

Конструкцию «бак в баке». Такой теплоаккумулятор называют полноценным бойлером внутри технологической емкости. Чтобы увеличить площадь теплообмена и способствовать очищению стенок бака от накипи, для изготовления конструкции используют ребристую нержавеющую сталь.

Преимущества теплового аккумулятора

У традиционной русской печи перед современным твердотопливным котлом есть два существенных преимущества:

если ее конструкция выполнена правильно, сгорание топлива в печи всегда идет в оптимальном температурном режиме, благодаря чему топливо отдает максимум тепловой энергии с образованием минимального количества продуктов горения;
массивное кирпичное тело печи нагревается, а затем на протяжении длительного времени отдает тепло в помещение, то есть, выполняет функцию аккумулятора тепла, позволяя сократить количество топок в сутки.

Чтобы твердотопливный котел функционировал в оптимальном режиме, полноценно сжигая топливо, он должен работать на своей номинальной мощности. Но при покупке котельного агрегата для отопления дома мощность выбирают в расчете на самые морозные дни в регионе, но таких набирается не более двух недель за зиму. Таким образом, практически весь отопительный сезон котел работает в режиме ограниченной подачи кислорода, из-за чего снижается его КПД, топливо тратится неэффективно, так как при горении отдает меньше тепла.

Схема обвязки ТА

Чтобы избежать данной проблемы, к котельному агрегату подсоединяют теплонакопитель – резервуар с водой, аккумулирующий тепло во время работы котла, и подающий нагретую воду в систему отопления, когда котел выключен на ночь и температура теплоносителя снизилась.

Функционирование устройства

Производители выпускают тепловой аккумулятор для котла в виде емкости для воды цилиндрической формы, в которую погружены змеевики для циркуляции теплоносителя разных контуров отопления и котельного агрегата.

Вода в емкости поглощает избыток тепловой энергии в процессе работы котла, нагревающего теплоноситель и готовящего воду для системы ГВС. Твердотопливный котел (если речь идет не о котлах длительного горения или автоматическом пеллетном агрегата) требует достаточно частой закладки дров или угля, поэтому его останавливают на ночь.

Это приводит к постепенному остыванию теплоносителя, циркулирующего в системе. Автоматическая подача нагретой воды из теплоаккумулятора в радиаторы или систему теплого пола позволяет дольше поддерживать в отапливаемых помещениях дома комфортную температуру.

Особенности конструкции теплового аккумулятора

Модели, предлагаемые производителями, различаются по конструкции и функциональности.

К примеру, в целях удобства и экономии нагревать воду в емкости можно несколькими способами:

подключив к котлу для отопления;
установив в теплоаккумуляторе ТЭН;
подсоединив емкость к солнечному коллектору.

Однако стоимость накопителей тепла в заводском исполнении достаточно высока, поэтому многие домовладельцы предпочитают теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками.

В случае самостоятельного изготовления устройство обычно не оснащают змеевиками, выбирая самый простой вариант – емкость, с установленными патрубками в верхней и нижней части. К первой паре патрубков подсоединяются трубы подачи и обратки от котла, к паре патрубков, установленной на противоположной стороне емкости – трубы подачи и обратки отопительной системы.

Конструкция и назначение ёмкостного бака

Но если есть желание, время, подходящие инструменты и финансовые возможности, можно сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками, скопировав модель фабричного производства или разработав собственную конструкцию. Для изготовления змеевиков используется медная труба, также необходимо позаботиться о герметизации мест, где концы змеевика выводятся наружу. Такой подход в первую очередь востребован при наличии солнечного коллектора.

Емкость требует качественной теплоизоляции, благодаря которой температура воды дольше остается высокой.

Расчет объема теплонакопителя

Слишком малый объем неэффективен, большой нецелесообразен с точки зрения затрат и потери полезной площади помещения. Точный расчет выполнить невозможно ввиду отсутствия информации о теплопотери здания, особенно, если оно находится в стадии проектирования.

Однако есть возможность рассчитать максимально приближенно. В качестве исходных данных служит мощность котла и суммарная площадь всех отапливаемых помещений. Расчеты производятся следующим образом:

Мощность нагревателя в киловаттах находится в прямой зависимости с площадью. 1КВт способен обогреть 10 м2. Если дом 120 м2, то котел должен выдавать 12 КВт. Необходимо заложить запас, чтобы оборудование не работало на предельной нагрузке (средний коэффициент – 1,5). Получается, нужно устанавливать котел 18 КВт.
Пренебрегая объемом жидкости в трубах и радиаторах, принимается, что каждый киловатт мощности расходуется на разогрев 25 л. теплоносителя в теплоакуумуляторе. Перемножив две величины, получаем 450 л. Эта величина не предельная, ведь на прошлом шаге был заложен запас мощности 50%.

Заложенного запаса хватит на самую холодную зиму. Оборудование будет работать не на пределе возможности, а значит, прослужит долго.

Расчет по формуле

Существует множество сложных математических формул, позволяющих произвести вычисления

Самая простая формула выглядит так: m = Q / 1.163 х Δt,

Где:

Q – расчетное количество тепловой энергии, которую мы можем накопить. Это разница вырабатываемой мощности котла и необходимой нам для отопления;
m – масса воды в резервуаре, кг. Ее мы хотим вычислить;
Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя, °С;
1.163 кВт/кг – удельная теплоемкость воды.

Достоинства и недостатки отопления с теплоаккумулятором

Плюсами таких систем являются:

Снижение затрат на энергоносители.
Увеличение КПД отопительной системы.
Отсутствие перегрева.
Снижение количества (периодичности) загрузки твердого топлива в котел.
Тонкая настройка температурного режима в помещениях.
Возможность модернизации (совмещение с системой подачи горячей воды, использование альтернативных источников энергии вместо топлива).

При всех достоинствах отопительное оборудование такого типа имеет и недостатки:

Мощность установленного котла позволяет отапливать площадь, вдвое больше, чем требуется (запас мощности).
Система долго запускается из холодного состояния до вхождения в нормальный рабочий режим.
Ввиду громоздкости оборудования и большого числа комплектующих усложняется транспортировка, размещение и монтаж.
Сохраняется необходимость топливного склада в непосредственной близости от котельной.
Стоимость оборудования и отсутствие быстрой окупаемости затрат, особенно при замене котла.

Последний недостаток успешно решается, если смонтировать теплоаккумулятор своими руками.

Типы отопительных систем с теплоаккумулятором и разным количеством змеевиков

Змеевик играет роль теплообменника, то есть жидкости различных систем не смешиваются между собой, а передача тепла происходит через стенки этой спирали. Изготавливается из меди или нержавеющей стали. Иногда используется черный металл что бы удешевить конструкцию.

Различают четыре основных типа систем:

Без змеевика. Вместо него может быть вмонтирован дополнительный бак меньшего диаметра, подключенный к малому контуру. Передача тепла происходит благодаря физическим свойствам, при котором она поднимается вверх, а холодный теплоноситель опускается в нижнюю часть емкости. Такая система является самой простой и работает только с одним потребителем, например системой отопления и одним источником. Это может быть как твердотопливный котел так и солнечный коллектор. Особенности – минимальная себестоимость, простота монтажа.

С одним змеевиком. Спираль находится внутри основного бака, по ней циркулирует теплоноситель от источника. Энергия передается в накопительную емкость откуда и циркулирует далее к потребителю. Особенности такой системы является не смешивание различных теплоносителей

Это может быть важно если они имеют различные химические составы

Система может работать и в обратном порядке, через змеевик может бить запитана система отопления или ГВС.

С двумя змеевиками. Дополнительный малый контур теплообменника запитан в систему, подключенную к альтернативному источнику энергии. Эта система позволяет использовать более широкий спект оборудования для нагрева теплоносителя.

С тремя спиралями. Предполагается, что в единый отопительный комплекс входит котел на твердом топливе и два альтернативных источника, например, солнечная и геотермальная батареи. Максимальная экономия твердого топлива. Котел может использоваться как дополнительный (резервный).

С дополнительным баком. Существуют системы, в которых включен еще один контур с теплообменником для того, чтобы горячая вода в кране появлялась сразу же после запуска котла, не дожидаясь выхода в оптимальный режим обогрева. Однако в таких системах, запас горячей води ограничен, по его истечению дальнейший прогрев будет проходить медленнее чем через змеевик.

Применение различных типов систем

Отопительные системы, в состав которых входят только твердотопливные котлы применяются, как правило, для обогрева частных домов. Необходимость сооружать угольный (дровяной) склад доставляет неудобство, но такой конфигурации достаточно для отопления в самые суровые морозы.

Системы отопления, в которые включен солнечные коллекторы позволяют экономить до 30% затрат на энергоносители, но не заменить твердотопливный котел. Поэтому ее используют как вспомогательную, тем более что солнце светит не всегда. А вот для того, чтобы дома всегда была вода, мощности достаточно (замещает на 50-90%).

Совмещенные конфигурации предполагают применение газового и твердотопливного котлов. Это удобно при запуске системы в промерзшем здании. Если газовый агрегат подключить к системе горячего водоснабжения, то вода будет всегда. При этом не нужно подбрасывать дрова, достаточно нажать пусковую кнопку газовой горелки. а основную задачу по нагреву води возьмет на себя твердотопливный котел.

Что представляет собой теплоаккумулятор

Твердотопливный теплоаккумулятор – это особая емкость, которая содержит теплоноситель, имеющий свойство быстро нагреваться в процессе сгорания топлива в котле. В тот момент, когда котел перестает работать, тепловой аккумулятор начинает отдавать собранное тепло в общую систему, поддерживая оптимальную температуру в доме.

Тепловой аккумулятор вместе с современным твердотопливным котлом позволяет экономить более 30% расхода энергии на обогрев внутреннего пространства дома. Кроме того, такой теплоаккумулятор для отопления позволяет снизить нагрузки на нагревательный котел, продлевая срок его эксплуатации. Это увеличивает и продуктивность системы отопления в 2 раза, что тоже важно в особо холодных регионах. Наверняка многие видели бак аккумулятор, из которого иногда выходит пар

Такой бак аккумулятор тепла может достигать объема в 3500 л. Обшивается он специальным материалом, который помогает сохранять это тепло в баке. Подобный гидроаккумулятор водоснабжения может использоваться как в открытых, так и закрытых системах отопления

Наверняка многие видели бак аккумулятор, из которого иногда выходит пар. Такой бак аккумулятор тепла может достигать объема в 3500 л. Обшивается он специальным материалом, который помогает сохранять это тепло в баке. Подобный гидроаккумулятор водоснабжения может использоваться как в открытых, так и закрытых системах отопления.

Место теплоаккумулятора в системе отопления

Отопительная техника на твердом топливе удобна, практична и эффективна. Особенно возможности современных твердотопливных котлов оценили по достоинству жители загородных домов и коттеджей. Монтаж автономной системы отопления с использованием нагревательных приборов на угле или на дровах вполне осуществить своими силами. Тем более что на установку твердотопливных агрегатов не требуется разрешения. Все основные элементы отопительного комплекса, кроме самого нагревательного агрегата и ряда контролирующих механизмов, можно собрать и сделать самостоятельно. Главное знать, что и для чего монтируется, с какой целью!

К тому же возможность сделать некоторые приспособления и механизмы собственноручно, позволит вам сэкономить значительные средства. Теплоаккумулятор является как раз тем устройством, которое можно соорудить самостоятельно, учитывая тот факт, что заводские изделия достаточно дорогие.

Грамотные рекомендации специалистов, дополнительные источники технической информации подскажут вам, как изготовить теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками. Соблюдение определенных требований и условий при изготовлении обеспечит вам необходимую надежность и работоспособность механизмов. Перед тем как приступить к рабочему процессу, следует ознакомиться с устройством накопителя тепла.

Значение устройства

Понять конструкцию теплового накопителя можно только после того, как определимся со значением и местом этого агрегата в системе отопления. По своей конструкции теплоаккумулятор является термосом, т.е. специальной емкостью, куда поступает нагретый теплоноситель. В течение определенного времени котловая вода, накопленная в емкости, сохраняет заданные температурные параметры. При уменьшении интенсивности горения в котле, или в случае его остановки, теплоноситель из бака будет поступать в систему отопления, продолжая поддерживать температуру в радиаторах на определенном уровне.

За счет присутствия в системе теплового накопителя стало возможным не только добиться сбалансированного теплоснабжения отопительного контура, но и обеспечить существенную экономию топлива. Теплоаккумулятор, включающийся в работу при снижении мощности котла, увеличит промежуток времени между загрузками топлива. К тому же такой принцип работы предоставит вам больше свободы, освободив от необходимости частого подкидывания топлива в котел.

Анализ конструкции теплового аккумулятора

Принцип работы устройства определяет и саму конструкцию. Обычно заводские приборы представляют собой цельную просторную металлическую емкость, внутри которой расположены дополнительные теплообменники. Как правило, такие изделия имеют спиральную, змеевидную форму, повторяя цилиндрическую конфигурацию основного устройства.

В каждом отдельном случае, в зависимости от мощности отопительного агрегата и от требований к системе отопления, количество дополнительных теплообменных контуров может быть разным. Нужный объем теплоаккумулятора определяется путем несложных расчетов, о которых поговорим позже.

Такое количество теплообменников объясняется не только одним желанием снять как можно больше тепла в момент пиковой нагрузке твердотопливного котла, но и технической целесообразностью. Один змеевик может использоваться для снятия избыточной тепловой энергии с котла, другой теплообменник используется для сохранения теплоносителя нужной температуры, идущего в отопительный контур. Третий змеевик, если таковой есть, предусмотрен для обеспечения жителей дома горячим водоснабжением.

Глядя на конструкцию агрегата, можно подытожить преимущества установки подобного приспособления. А они следующие:

накопление тепловой энергии, расходуемой при сжигании топлива на другие цели и нужды;
экономия топлива;
экономия личного времени обитателей дома, расходуемого на обслуживание котельного оборудования;
техническая возможность объединить в одну систему разные источники тепла;
увеличение КПД твердотопливного агрегата до высоких значений;
предохранительная функция, защита оборудования от перегрева;
возможность регулировать температуру нагрева теплоносителя в отопительном контуре.

Бак теплоаккумулятор: функции и внутреннее устройство

Современный бак для накопления тепловой энергии представляет собой достаточно сложный агрегат, который в состоянии выполнять сразу несколько функций. Одновременно он может служить для таких целей.

Накопление нагретой котлом воды и последующая ее отдача по требованию системы отопления.
Защита котельного оборудования от перегрева.
Объединение в один контур нескольких источников тепла (к нему одновременно можно подсоединить от двух и более котлов – все зависит от модели бака).
Увеличение КПД системы до максимума. При повышенных температурных режимах работы системы экономятся энергоресурсы – снижается количество загружаемого в котел топлива.
Стабилизация температурного режима во всем доме.
Обеспечение дома горячей водой.

Устройство теплоаккумулятора фото

Для решения вот таких задач и придумали инженеры устройство под названием «теплоаккумулятор для котла». Как он устроен? Начнем с того, что это устройство представляет собой огромную бочку объемом от 350 до 3500л, и использовать его можно с одинаковым успехом как в открытых, так и в закрытых отопительных системах. Внутрь этого огромного и капитально утепленного бака помещено несколько змеевиков, которые подключаются к различным нагревательным приборам – как вы уже поняли, именно эти змеевики нагревают воду в баке. Впоследствии, когда котел отключается, через эти же змеевики осуществляется и отбор тепла для нагрева воды в системе отопления. Мало того, нагретая вода также отдает тепло змеевику, который отвечает за снабжение дома горячей водой. Существует и другая схема устройства теплоаккумулятора – в более простых моделях теплоноситель, нагретый котлом, попадает непосредственно в бак, в котором процесс подпитки системы осуществляется благодаря естественной конвекции воды. А с помощью змеевиков или, как их еще называют, теплообменников, с теплоаккумулятора забирают тепло для горячего водоснабжения и с их же помощью подключаются дополнительные источники тепла.

Теплоаккумулятор для котла фото

Что представляет собой теплоаккумулятор для котла отопления

Теплоаккумулятор представляет собой герметично закрытый бак, сделанный из черной стали. Она имеет четыре патрубки, к которым соединяются трубопроводы отопительной системы. Два патрубка находятся на верхней стороне, и еще два расположены на нижней стороне. Когда котел работает на полной мощности, он выделяет огромное количество энергии.

Но система не всегда нуждается в такой энергии. В этом случае буферная емкость просто забирает излишки тепла, затем возвращает его в систему, когда в ней не хватает тепла. Далее будет рассмотрен принцип работы теплоаккумулятора.

Как уже было сказано, устройство имеет два патрубка на верхней стороне, и еще два патрубка на нижней стороне. К одной из верхних патрубков подключается труба, по которой жидкость поступает в аккумулятор тепла. К одной из нижних патрубков подходит обратный трубопровод, по которому жидкость уже низкой температуры из бака поступает в котел. На этом трубопроводе устанавливается циркуляционный насос, который выкачивает всю холодную воду из бака, и направляет в котел. Так завершается первый контур.

Работает он следующим образом: когда котел приступит к действию, нагретая вода поступает в теплоаккумулятор, в которой имеется холодная вода. Из-за разницы температур они не смешиваются. Горячая вода будет оставаться сверху, а холодная вода — снизу. В это время включают насос, который начинает выкачивать холодную воду и направлять ее в сторону котла. Как только теплоаккумулятор наполняется горячей водой, циркуляционный насос прекращает свою работу.

Ко второму верхнему патрубку подходит труба, по которой вода выходит из бака и поступает в потребители, то есть в радиаторы. Ко второму нижнему патрубку подключается трубопровод, по которому вода из радиаторов поступает в аккумулятор тепла. На этом трубопроводе имеется циркуляционный насос. Так завершается второй контур.

В тот момент, когда котел прекращает свою работу, в теплоаккумуляторе уже имеется запас горячей воды. Насос направляет воду из системы отопления в сторону бака, которая, вследствие своей тяжести, остается в нижней части емкости, вытесняя горячую воду. Горячая вода выходит из бака через верхний патрубок, и поступает в радиаторы. Так, даже тогда, когда котел не работает, система снабжается горячей водой.

Это и есть весь принцип работы теплоаккумуляторов. Если говорить более коротко, то принцип работы заключается в следующем: бак накапливает лишнее тепло в себе, и отдает его системе, когда этого тепла не хватает.

Не во всех случаях рекомендуется использовать теплоаккумуляторы.

Далее будут представлены случаи, когда есть необходимость в установлении буферной емкости, и когда, все же, не рекомендуется устанавливать такую емкость.

Необходимо устанавливать:

Когда в отопительной системе используется твердотопливный котел. Не у всех есть возможность постоянно следить за горением топлива в топке. В этом случае бак может сгладить скачки, и держать температуру в помещении на постоянной отметке.
Если котел работает на электроэнергии, а тарифы на электричество различаются в разные времена суток. В этом случае бак может накопить тепло в те периоды, когда тарифы низкие.
Если источником энергии являются солнечные коллекторы. Бак накопит тепло в дневное время, и отдает его в ночное время, когда коллектор не работает.

В следующих случаях нет необходимости в использовании теплоаккумуляторов:

Когда тепло нужно лишь на короткое время. В этом случае нет необходимости греть помещение теплом, накопленным баком.
Если в системе источником тепла является газовый котел. Здесь теплоаккумулятор будет лишним.

Собираем теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Однажды установив теплоаккумулятор в основное отопление загородного дома, будут достигнуты следующие цели:

протопка твердотопливного котла в удобное для домовладельца время;
увеличение временного промежутка между закладкой очередной порции топлива;
оптимизируется расход твёрдого топлива для обогрева помещения.

Совместив основное отопление с буферной аккумулирующей ёмкостью, появляется возможность в значительной степени снизить расходы энергоресурсов не в ущерб комфорту проживания жильцов. При этом экономия может быть значительно увеличена при установке дополнительных датчиков и терморегуляторов. Благодаря этому, когда температура в доме достигла заданных параметров, прекращается поступление теплоносителя в радиаторы.

Вырабатываемая тепловая энергия котлом, который продолжает работать, начинает накапливаться в теплоаккумуляторе. После того как теплоноситель остынет тепло из буферной ёмкости начинает передаваться обратно в отопительную систему мимо остывшего котла. При этом чем больше ёмкость теплоаккумулятора тем дольше отопление будет работать за счёт накопленного тепла.

принцип работы, схемы и описание процесса.

Большая часть тех домовладельцев, которые применяют в своём жильё автономную систему отопления, предпочитают устанавливать твердотопливные котлы. Совершая такую покупку под действием навязчивой рекламы, мало кто знает о том, что эти агрегаты имеют ряд особенностей. В частности, для того, чтобы поддерживать комфортный микроклимат в помещении подобное устройство должно топиться круглые сутки. Если котёл гаснет, теплоноситель остывает и температура в доме быстро снижается. Установка теплоаккумулятора значительно повышает эффективность всей системы обогрева, а также снижает расходы на покупку топлива. Обслуживать котёл можно только в удобное время при этом не ощущая изменения микроклимата в доме.

Содержание статьи

Особенности теплоаккумулятора и для чего он нужен
- Принцип работы
- Возможности
Теплоаккумулятор своими руками: схемы и описание процесса
- Утепление теплоаккумулятора

Особенности теплоаккумулятора и для чего он нужен

Главная задача, которую призван решать теплоаккумулятор — накопление тепловой энергии и её возврат в то время, когда котёл перестаёт её вырабатывать. Например, когда всё топливо уже прогорело. Кроме этого, такое устройство, позволяет не только поддерживать оптимальную температуру воздуха, но и гарантирует наличие горячей воды.

Тепловые аккумуляторы применяют в связке с котлами на твёрдом топливе, а также электрическими. При грамотно выполненной установке домовладелец имеет все шансы на снижение затрат энергии на 20–25%.

Принцип работы

Представляя собой хорошо утеплённый резервуар, теплоаккумулятор работает по простой схеме. К нему сверху подводится труба от котла, по которой поступает вода. Внизу расположен насос, который подаёт постепенно остывающую воду обратно в систему обогрева. Таким образом, холодная вода заменяется вновь подогретой. Любой котёл работает циклами — отключаясь и включаясь. При наличии теплоаккумулятора даже в момент пассивного периода — т. е. до следующей закладки топлива, батареи и вода остаются какое-то время тёплыми, благодаря поступлению в систему горячей воды из резервуара.

Возможности

Потребитель, который применяет тепловой аккумулятор, может эксплуатировать котёл с большим комфортом. Протапливать его достаточно всего один раз в сутки, при этом температура остаётся стабильной в течение двадцати четырёх часов.

Теплоаккумулятор своими руками: схемы и описание процесса

В случае принятия решения о создании теплового аккумулятора своими руками, необходимо:

Выполнить расчёт объёма ёмкости.
Определить подходящую конструкцию — ёмкость может быть цилиндрической или прямоугольной.
Заготовить необходимые материалы и комплектующие.
Собрать и проверить устройство на герметичность.
Подключить ёмкость к системе отопления.

ВАЖНО! Перед расчётом объёма резервуара необходимо решить, какую площадь возможно выделить под его установку.

От объёма резервуара будет зависеть, сколько продержится тепло в помещении в период отключения котла. На фото представлен расчёт объёма для помещения в 100 м²:

Оптимальным накопителем для сохранения разогретого теплоносителя будет цилиндрическая ёмкость с выпуклыми днищами. Такая форма позволяет хранить довольно большой объём воды. Такие ёмкости можно изготовить только в заводских условиях.

Домашний мастер значительно облегчит задачу, если изыщет возможность и будет использовать уже готовую ёмкость. Для этого можно использовать:

Баллоны для хранения и транспортировки газа.
Неиспользуемые ёмкости, которые, предназначены для эксплуатации под давлением.
Ресиверы, которые были установлены в пневматическую систему железнодорожного транспорта.

Но, разумеется, допустимо использование и самодельных баков. Для их изготовления применяют листовой прокат толщиной не менее 3-х мм. Внутри ёмкости располагают 8–15-метровую медную трубку, диаметром 2–3 см, предварительно согнутую в спираль. Сверху резервуара размещают патубок для отвода горячей воды, а снизу такой же для холодной. Каждый снабжают краном для обеспечения контроля поступления жидкости.

Нормальная работа теплового накопителя основана на движении горячего и холодного теплоносителя внутри, время «зарядки» аккумулятора. Оно должно осуществляться строго по горизонтали, а в момент «разрядки» — по вертикали.

Для обеспечения такого движения необходимо обеспечить выполнения нескольких простых правил:

Контур котла требуется подключить к аккумулирующей ёмкости через циркуляционный насос.
Отопительную систему снабжают рабочей жидкостью с применением отдельного насосного агрегата и смесителя, в состав которого включён трехходовой клапан — он отбирает из накопителя требуемый объём воды.
Насосный агрегат, который устанавливают в контуре котла, по эффективности не может уступать узлу, подающему рабочую жидкость к приборам отопления.

Утепление теплоаккумулятора

Как утепляют ёмкости? Для решения этой задачи оптимальным вариантом считают базальтовую вату, толщина которого равняется 60–80 мм. Пенопласт или экструдированный пенополистирол использовать не рекомендуется. Ещё одна причина, по которой используют вату — её пожарная безопасность. Теплоизоляцию устанавливают между ёмкостью и металлическим кожухом, который изготавливают из листового проката — его необходимо покрасить.

Как сделать теплоаккумулятор своими руками

В большинстве случаев какая бы то ни было отопительная система имеет в составе три основные части, среди них можно выделить трубные магистрали, радиаторы отопления и котел, который заменяется отопительными приборами. Но системы последнего поколения достаточно часто оснащаются другими полезными устройствами, среди них можно выделить теплоаккумулятор. Изготовить своими руками его в домашних условиях достаточно просто. С помощью данного дополнения можно накапливать избыток энергии, вырабатывающийся в котле и расходующийся понапрасну. В большинстве случаев подобные варианты представляют собой металлический бак, который снабжён несколькими патрубками, расположенными сверху и снизу. К последним подключаются источники тепла, тогда как ко вторым присоединяются потребители. Внутри располагается жидкость, которую хозяева могут использовать для своих целей.

Произвести манипуляции по изготовлению можно достаточно просто, для этого необходимо подготовить определенный набор инструментов и материалов, а также запастись терпением.

Конструктивные особенности

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, для начала необходимо ознакомиться с особенностями и принципом работы данного оборудования. В основе функционирования лежит значительная теплоемкость воды. Трубопровод котла подсоединяется к верхней части емкости, в последнюю из которых поступает горячая вода с максимально высокой температурой. Снизу должен быть расположен циркулирующий насос, который отвечает за выбирание холодной воды и нагнетание ее по системе отопления. Жидкость при этом поступает обратно в котел.

В самые короткие сроки ранее остывшая жидкость заменяется на только что нагретую. После прекращения функционирования котла вода в магистралях системы начинает медленно остывать. В процессе циркуляции она поступает в емкость, в которой начинается выдавливание в трубы горячего теплоносителя. Это позволяет обеспечивать обогрев помещений за определенный промежуток времени.

Необходимость изготовления теплоаккумулятора

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, то должны знать о том, какие функции он выполняет. Стоит учесть, что современные накопительные устройства тепла представляют собой достаточно сложные аппараты, выполняющие множество функций. Они обеспечивают жилье горячим водоснабжением, позволяют увеличить коэффициент полезного действия систем отопления дома до максимально возможного, при этом снижаются финансовые затраты на топливо. Помимо прочего, устройство способно стабилизировать режим температуры внутри помещений.

С помощью данного оборудования есть возможность объединить несколько источников тепла, заключив их в единый контур. Обратная задача тоже может быть выполнена. Теплоаккумулятор своими руками достаточно просто изготавливается. Он будет накапливать избыточное количество энергии, которая вырабатывается котлом.

Недостатки теплового аккумулятора

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор для котла своими руками, то необходимо учесть, что он обладает существенными недостатками, среди них можно выделить то, что ресурс воды будет зависеть от объема установленной емкости. Вместительность является весьма ограниченным понятием, именно поэтому вода имеет свойство заканчиваться. Ввиду этого владельцы частных домов достаточно часто запасаются дополнительной системой подогрева. Первый недостаток порождает второй: он выражен в необходимости внушительной площади, которую требуют более ресурсоемкие установки. Это может быть отдельное помещение, которое имеет вид котельной. Не в каждом доме есть возможность обустройства такой комнаты.

Изготовление простого теплового аккумулятора

Если вам нужен теплоаккумулятор, изготовить своими руками данное оборудование будет достаточно просто. Следует основываться на принципе функционирования термоса. Наличие стенок, которые не способны проводить тепло, не позволяет теплоносителю остывать в течение достаточно долгого периода времени. Для работы нужно будет подготовить емкость, объем которой равен 150 литрам или больше. Будут необходимы скотч, бетонная плита, утеплительный материал, а также медные трубки. Последние можно заменить ТЭНами.

Технология изготовления

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, чертежи которого могут быть составлены самостоятельно, на первом этапе выбранную бочку обязательно нужно привести в порядок. Для этого она тщательно очищается, изнутри удаляются мусор и пыль. Если есть участки, на которых уже образовалась коррозия, то от данного дефекта необходимо избавиться.

Теперь мастеру предстоит подготовить теплоизоляцию, которой будет оборачиваться емкость. Утеплительный материал отвечает за то, чтобы внутри бочки в течение более длительного времени сохранялось тепло. Для самодельного устройства превосходно подходит минеральная вата. Ею нужно окутать емкость со внешней стороны, закрепив все скотчем. Дополнительно конструкция накрывается листовым металлом, который можно заменить фольгированной пленкой. С помощью нее нужно тщательно окутать емкость.

Внутреннее наполнение

Если будет изготавливаться теплоаккумулятор из бочки своими руками, важно решить, с помощью какого из вариантов вода внутри станет нагреваться. Использовать можно электрические ТЭНы, а также змеевик, по последнему из которых спускается теплоноситель. Первый вариант является достаточно сложным, кроме того, он небезопасен. Именно поэтому от него рекомендуется отказаться. Что касается змеевика, то его можно изготовить самостоятельно, используя медную трубку. Диаметр последней должен составить 3 см, тогда как длина может изменяться в пределах от 8 до 15 метров. Из данного элемента подготавливается спираль, которая после размещается внутри.

Заключительные работы

В качестве теплового аккумулятора в изготавливаемой модели выступает верхняя часть емкости. Из нее предстоит пустить отводной патрубок. В нижней части монтируется еще один патрубок, который будет вводным. Через него станет поступать холодная вода. Указанные составляющие системы обязательно снабжаются кранами. На этом можно считать, что довольно простое устройство полностью готово к эксплуатации. Однако перед началом использования важно решить один вопрос, который связан с пожарной безопасностью. Правила гласят, что установка должна располагаться только на бетонной плите, по возможности конструкцию следует отгородить стенками.

Особенности проведения подключения

Если вы задумались о том, как сделать теплоаккумулятор своими руками, то необходимо ознакомиться и с особенностями подключения. Транзитом через всю емкость должен проходить обратный трубопровод, на концах которого следует предусмотреть вход и выход. Первоначально между собой предстоит соединить емкость и обратку котла. Между ними располагается циркуляционный насос. Последний устанавливается со второй стороны, как и отсекающий кран. Сопрягается подающий трубопровод по такой же технологии, как и предыдущий, однако теперь установка тепловых насосов не производится.

Теплоаккумулятор своими руками — как изготовить и подключить?

В настоящее время, период постоянного повышения цен на основные виды энергоносителей, вопрос энергосбережения и использования высокоэкономичных отопительных систем приобретает особую актуальность. Особенно важна экономичность систем отопления для загородных коттеджей, которые в качестве источника тепла используют котлы на жидком или твердом топливе.

Назначение и функциональные возможности теплового аккумулятора ↓
Конструкции теплоаккумуляторов заводского изготовления ↓
Расчет объема бака ↓
Общие рекомендации по изготовлению бака ↓
Утепление корпуса устройства ↓
Недостатки теплоаккумулирующих устройств ↓
Основные выводы ↓

Обычно система отопления частного дома включает:

отопительный котел, работающий на различных видах топлива или от электричества;
систему магистральных трубопроводов;
отопительные радиаторы (конвекторы).

Для повышения энергетической эффективности и снижения расхода топлива в современные системы отопления включают тепловые аккумуляторы (теплоаккумуляторы). Это устройство представляет собой емкость большого объема, которая включается в систему отопления имеющее различную конструкцию и реализующее разные способы теплообмена.

Сегодня промышленность выпускает для бытовых целей разнообразные устройства для аккумулирования тепловой энергии. Однако большинство из них имеют высокую стоимость, достаточно сложное подключение и необходимость врезки в систему отопления дополнительных устройств (циркуляционных насосов, датчиков температуры, ручных и управляемых вентилей, а также других приспособлений).

В то же время сегодня имеется достаточное число самодельных конструкций теплоаккумуляторов, которые под силу изготовить и подключить своими руками. При этом стоимость их при самостоятельном изготовлении будет значительно дешевле, а по своим функциональным возможностям они ненамного уступают заводским конструкциям.

Назначение и функциональные возможности теплового аккумулятора

Использование теплоаккумуляторов оправдано не для всех типов систем. На Западе они часто применяются в составе гелиобогревателей. В российских частных домах они преимущественно используются в следующих двух случаях:

при подключении электрического отопительного котла к многотарифному счетчику, когда в ночное время электрообогреватель включен на полную мощность и аккумулятор эффективно накапливает тепло, а днем отопление жилого помещения происходит за счет накопленной энергии, а котел включается лишь для поддержания определенного уровня температуры;
при отоплении жилища котлом на твердом топливе, когда за счет накопленной днем тепловой энергии постоянной подброски каменного угля или дров ночью не требуется и работа отеплителя производится в экономичном режиме.

Кроме того, включение теплового аккумулятора в систему отопления позволяет значительно расширить ее функциональные возможности, главными из которых можно считать:

реализацию обеспечения жилых помещений горячим водоснабжением;
стабилизацию температурного режима и микроклимата жилых помещений;
значительное повышение энергоэффетивности работы системы отопления, что дает возможность сокращать затраты на использование энергоносителей;
позволяет объединить несколько разнотипных нагревателей в единую отопительную систему;
реализацию возможности накопления избыточной тепловой энергии, вырабатываемой нагревательным котлом.

Конструкции теплоаккумуляторов заводского изготовления

теплоноситель, во время работы отопительного котла на полную мощность, частично направляется в теплоаккумулятор;
после отключения котла нагретый теплоноситель из теплоаккумулятора, циркулируя по трубопроводам отопления, обеспечивает обогрев жилых помещений;
если разместить внутри корпуса устройства дополнительный змеевик и подключить его к обычной водопроводной магистрали, будет обеспечено горячее водоснабжение жилого помещения;
переключение работы системы отопления при питании от отопительного котла или от теплоаккумулятора обеспечивается специальной запорно-регулирующей арматурой, которая может срабатывать автоматически или переключаться вручную.

Схема подключения теплоаккумулятора

СО – система отопления. 1 – автоматический распределитель теплоносителя;

2 – циркуляционный насос; 3; 4; 5 – запорно-регулирующая арматура;

6;7 – датчики температуры.

Расчет объема бака

Обычно, в рекомендациях по самостоятельному изготовлению тепловых аккумуляторов для отопления частных домов, объем его бака принимают более 150,0 литров. Однако от этого параметра зависит место размещения и занимаемая баком площадь, поэтому целесообразно определить расчётным методом объем воды, необходимой для обогрева помещения, который должен вмещать бак аккумулятора тепловой энергии.

Исходными данными для расчета являются следующие данные:

Уравнение теплового баланса имеет вид:

Q×T = c×m×(t₁– t₂) (1)

Решая это уравнение относительно массы m получим формулу:

m = Q×T/[c× (t₁– t₂)] (2)

На отопление частного дома, с обогреваемой площадью 100,0 квадратных метров требуется затрачивать 10,0 киловатт тепловой энергии каждый час. Пусть предполагается работа теплоаккумулятора при отключённом отопительном котле в течении 5,0 часов в стуки. Температуру теплоносителя на входе принимаем – t₁=80,0°С; на выходе t₂=30,0°С. Если в системе циркулирует вода, то ее удельная теплоёмкость с = 0.0012 киловатт деленные на килограмм и на градус Цельсия. Подставляя исходные данные в формулу 2 получит необходимую массу воды:

m = 10,0×5,0/[0,0012×(80,0-30,0)] = 833,33 килограмма

Таким образом емкость бака теплоаккумулирующего устройства должна быть не менее 850,0 литров. Учитывая тепловую инерцию отопительной системы в целом и допускаемое снижение температуры теплоносителя устройство сможет работать в инерционном режиме дополнительно еще 2,0…3,0 часа.

При этом следует учитывать, что тепловая мощность обогревающего котла, для нормального функционирования системы теплоаккумулирования, должна превышать потребную для обогрева помещения тепловую мощность на 30,0%…50,0%.

Общие рекомендации по изготовлению бака

Для изготовления теплоаккумулятора можно приобрести готовую металлическую емкость подходящего объема. Прекрасно подойдут баки для воды, предназначенные для полива садово-огородных участков. Некоторые рекомендуют использовать пластмассовые емкости (типа еврокуба или септика).

Однако при выборе пластиковых сосудов, даже рассчитанных на температуру эксплуатации до 80,0С…90,0С следует знать, что надежность всей системы резко падает, и вряд ли какому хозяину будет приятно оказаться зимой без отопления с разлитым в помещении кубометром воды.

Идеальным решением будет являться самостоятельное изготовление. При этом зная объем бака и площадь помещения, где он будет размещаться нетрудно самостоятельно определить габариты. Для изготовления подойдет листовая сталь толщиной не менее 2,0 миллиметров.

При этом никаких сложностей с монтажом (приваркой) входных и входных штуцеров не будет. Если изготовить бак в форме параллелепипеда или куба значительно облегчатся работы по его дальнейшей теплоизоляции.

Утепление корпуса устройства

Для повышения энергоэффетивности теплоаккумулирующего устройства и снижения тепловых потерь через стенки корпуса в атмосферу его необходимо утеплить. Идеальным теплоизолирующим материалом считается листовой пенопласт, толщина которого 100,0 миллиметров.

При этом плотность материала должна быть не ниже 25,0 килограммов на метр кубический (марки пенопласта «ПСБ-С 25» и выше). Он легко обрабатывается, режется по размерам и в нем без затруднений можно вырезать отверстия под штуцера. Крепят пенопласт (пенополистирол) к наружным стенкам при помощи клея.

Можно использовать и рулонную минеральную вату (материал «ISOVER»), плотностью 135,0…145,0 килограммов на метр кубический. Однако этот материал несколько сложнее крепить к стенкам (особенно к днищу бака). Однако минераловатные рулоны более оптимальны при утеплении емкостей цилиндрической формы.

К недостаткам теплоаккумуляторов следует отнести:

значительное увеличение объема теплоносителя, что заставляет использовать в качестве его только воду;
необходимость наличия значительного резервного объема воды, что делает выбор конструкций с дополнительным обогревом при помощи теплоэлектронагревателей более предпочтительным;
емкость и габариты бака без дополнительного электроподогрева требуют значительной площади, что обычно решается путем обустройства мини котельной.

Основные выводы

Включение накопительного водяного теплоаккумулирующего устройства в отопительную систему позволяет:

использовать все преимущества «ночного» тарифа при применении отопительных электрокотлов;
экономить любые виды твердого топлива;
повысить энергоэффетивность отопительной системы в целом.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Last Updated on 10. 10.2017 by Sia

Водяной теплоаккумулятор – это специальный аппарат, который собирает лишнюю тепловую энергию с котла, простыми словами, накапливает тепло до определенного момента. Если дом перестает отапливаться обычным способом, бак-аккумулятор будет бесперебойно поставлять тепло. Стоимость подобного устройства очень высока: за объем 200 литров придется заплатить почти тысячу долларов, что уж говорить о более объемном оборудовании. Если в планы не входят большие растраты, то предлагаем сделать теплоаккумулятор самостоятельно.

Сфера применения теплоаккумулятора

Некоторые думают, что тепловой аккумулятор не особо нужен в доме, ведь он работает редко. Однако, оборудование играет важную роль в отопительной системе и применяется в нескольких случаях.

Если дом обогревается печью, что имеет водяной контур, или котлом, топить которые нужно путем подкидывания дров и угля. Чтобы хозяин дома спокойно спал ночью и не бегал к печи для подкидывания топлива, начинает работать аккумулятор тепла.

Когда дом отапливается электрокотлом, то счет за электричество будет на немаленькую сумму. Все знают, что ночью тариф в два раза меньше, поэтому целесообразно днем использовать теплоаккумулятор.

Ну и, конечно же, при отключении основного источника отопления, например, в случае поломки, накопитель тепловой энергии будет очень кстати.

Резюмируем: В чем достоинства и недостатки использования буферных емкостей?

К явным «плюсам» автономных твердотопливных систем отопления с теплоаккумулятором можно отнести следующее:

Энергетический потенциал твёрдого топлива используется в максимально возможной степени. Соответственно, резко возрастает КПД котельного оборудования.
Работа системы будет требовать гораздо меньшего вмешательства человека – начиная от сокращения числа загрузок котла топливом до расширения возможностей автоматизации управления режимами работы различных контуров отопления.
Сам твердотопливный котел получает надежную защиту от перегрева.
Работа системы становится более плавной и предсказуемо, обеспечивается дифференцированный подход к обогреву различных помещений.
Появляются широкие возможности модернизации системы, в том числе – с запуском дополнительных источников тепловой энергии, без демонтажа старых.
В большинстве случаев одновременно решается и проблема горячего водоснабжения дома.

Недостатки весьма своеобразные, и о них тоже надо иметь представление:

Система отопления, оснащенная буферной емкостью, характеризуется очень большой инерционностью. Это означает, что от момента первичного розжига котла и до выхода на номинальные режим работы потребуется весьма немало времени. Вряд ли это будет оправдано в загородном доме, который в зимний период хозяева посещают только на выходные дни – в таких ситуациях требуется быстрый нагрев.
Теплооаккумуляторы – это громоздкие и тяжеловесные (особенно – в заполненном водой состоянии) конструкции. Для них требуется достаточно места и хорошо подготовленное надежное основание. Причем – поблизости от котла отопления. Не в каждой котельной это возможно. Плюс к этому – сложности с доставкой разгрузкой, а нередко – еще и с заносом ёмкости в помещение (может не пройти в дверь). Все это следует учитывать заранее.
К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Этот «минус», правда, скрашивает ожидаемый эффект экономии от более рационального использования топлива.
Теплоаккумулятор в полной мере раскроет свои положительные качества только в том случае, если паспортная мощность твердотопливного котла (или суммарная мощность иных источников тепла) будет хотя бы вдвое выше, чем расчётное значение, необходимое для эффективного обогрева дома. В противном случае приобретение буферной емкости видится нерентабельным.

Дата: 25 сентября 2021

Виды теплоаккумуляторов

Существует несколько видов тепловых аккумуляторов.

Водяной теплоаккумулятор с теплообменником. Как и змеевик, теплообменник

Теплоаккумуляторы

С нижним или верхним расположением

Есть три варианта подключения накопительной емкости и использования запаса воды:

Верхнее расположение емкости. В этом случае забор воды осуществляется под действием силы гравитации. Чем выше расположен гидроаккумулятор по отношению к потребителю, тем сильнее напор воды. Каждые 10 метров высоты добавляют 0,1 атмосферу, или примерно 1 бар.
Нижнее расположение простой накопительной емкости. Гравитация уже не поможет, и для подачи в водопровод используется насос, поднимающий давление до оптимального уровня.
Аккумулирующие емкости мембранного типа сами по себе создают требуемое давление для подачи воды. Нижнее расположение на уровне потребителя для них является оптимальным, так как от установки на чердаке или вышке никакого преимущества не будет.

Как определить оптимальный вариант?

Если дом с несколькими этажами и есть возможность расположить накопительный бак на чердаке, то это позволит обойтись без дополнительной установки насоса, и не нужно тратиться на дорогостоящий мембранный бак. Фактически это аналог водонапорной башни. Однако поднять емкость так высоко, чтобы обеспечить комфортный напор на уровне 2-2,5 атм. все равно сложно. Тем более что встает вопрос об утеплении бака, чтобы в зимний период вода в нем не замерзала.

В случае аварийного отключения воды имеющегося давления в 0,2-0,3 атм. будет вполне достаточно, чтобы воспользоваться смесителем в раковине, унитазом или даже душем, однако не получится задействовать часть бытовой техники, например стиральную машинку или посудомойку, которым требуется большее давление для срабатывания электромагнитных клапанов.

Установка емкости в уровень с потребителем подойдет в тех случаях, когда нет возможности поднять бак на чердак или хотя бы на этаж выше. Это же относится и установке накопительного бака в квартире. Потребуется небольшой насос для подачи воды в водопровод под давлением. Для обеспечения адекватного режима работы насосу потребуется расширительный мембранный бак.

Аккумулирующий бак с мембраной отлично подойдет для хранения запаса воды как при использовании централизованного водопровода, так и в автономной системе. При этом он не требует дополнительного оборудования или верхнего расположения. Однако его стоимость значительно выше, чем любой обычной накопительной емкости даже в сочетании с простым насосом.

Устройство теплоаккумулятора

Основа накопителя – это обычный бак, снизу и сверху имеющий парубки, к которым крепится змеевик. Внизу бак соединяется с источником тепла, а вверху – с отопительной системой. Агрегат отличается высокой теплоемкостью воды. Аккумулятор работает по определенному принципу.

В боковых стенках бака есть две трубы. Одна является проводником холодной воды от водопровода, вторая нужна для теплового носителя, чтобы тот поступал в радиаторы отопления.

Верхний змеевик соединяют с трубой, через которую идет холодная вода, а нижний – с патрубком горячей воды.

Принцип работы

Горячая вода циркулирует через змеевик и нагревает жидкость, находящуюся в баке-теплоаккумуляторе. Если котел выключается, вода в трубах постепенно остывает, но циркуляция продолжается. Прохладная жидкость, поступающая в накопитель, начинает выталкивать имеющийся там горячий накопитель в систему отопления, за счет чего помещения продолжают обогреваться какое-то время, даже если котел выключен.

Чтобы теплоноситель двигался по трубе, нужно укомплектовать бак циркулярным насосом.

Ключевые функции теплонакопителей

Принцип работы теплоаккумулятора
Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

обеспечение пользователя горячей водой;
нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т. д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.

Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500

Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бака

Схема установки

Как собрать теплоаккумулятор своими руками

Необязательно покупать теплоаккумулятор. Его можно сделать самостоятельно, сэкономив почти в два раза, а эффективность будет не хуже, чем у покупного. Самый простой цилиндрический теплоаккумулятор по принципу работы сходный с термосом. Его стенки сохраняют тепло воды долгое время, поэтому он отлично подойдет для отопления помещений. Перед началом сборки водяного теплоаккумулятора понадобится:

Бак с минимальным объемом 200 литров, бак меньше не имеет смысла. Объем выбирать, основываясь на площадь, которая должна отапливаться.
Материал, чтобы теплоизолировать конструкцию, например, возьмите минеральную вату.
Фольгированная пленка.
Клейкая лента.
Змеевик трубки из меди для его изготовления.
Для опалубки можно использовать бетонную плиту или доски, еще понадобиться бетон для заливки.

В качестве накопителя отлично подойдет железная бочка.

После того как запасетесь всеми необходимыми материалами, можно приступать к работе.

Схема теплоаккумулятора SWaG 800

Этапы сборки теплоаккумулятора

Для начала нужно подготовить бочку. Если она старая, то очистите ее от загрязнений и следов коррозии.

Берем теплоизоляционный материал и оборачиваем им внешние стенки бака, после чего закрепляем утеплитель с помощью скотча, обмотанного в несколько слоев. Для утепления отлично подойдет минеральная вата, а вот использование экструдированного пенополистирола не рекомендуется, из-за того, что под такой обшивкой в холодное время года могут поселиться мыши. К минеральной вате они равнодушны.

Чтобы окутать бочку, нужно взять фольгированную пленку и зафиксировать ее клейкой лентой. Самодельный теплоаккумулятор можно обшить листом металла.

Следующим шагом станет изготовление змеевика. Для этого понадобится медная трубка длиной 8–15 метров (длина зависит от объема бака) и диаметром 20–30 метров. Согните трубу в спираль и поместите внутрь бочки. При соединении змеевика с котлом спираль будет нагреваться, соответственно, будет нагреваться и вода в накопителе.

Для движения воды нужно сделать патрубки, которые мы оснастим кранами. Краны нужны, чтобы при необходимости можно было быстро перекрыть циркуляцию воды.

Последний этап – это установка теплоаккумулятора. Бак устанавливают на бетонную основу. Можно использовать готовую плиту или же самим залить опалубку бетонным раствором.

Этот тип конструкции подходит для однокотловой системы отопления. Если котлов несколько, новичку будет сложно сделать правильный агрегат самостоятельно.

Несколько слов о модернизации

Схема подключения
При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.

Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.

Солнечный коллектор

Абсорбер частично выгнут буквой U

Практически замкнут в кольцо

Общий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора
Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.

Удачной работы!

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

Теплоаккумулятор Jaspi (л)	Время нагрева (час.) при мощности
20 кВт	25 кВт	30 кВт	35 кВт	40 кВт	45 кВт	50 кВт	55 кВт	60 кВт
500
1000	2,3
1200	2,8	2,2
1500	3,5	2,8	2,3
1800	3,4	2,8	2,4	2,1
2000	3,1	2,7	2,3	2,1
2400	3,2	2,8	2,5	2,2	2,0
3000	3,5	3,1	2,8	2,5	2,3
3500	3,3	3,0	2,7
4000	3,4	3,1
4500	3,5

Теплоаккумулятор из баллонов

Если котельная слишком маленькая для установки объемных бочек, можно сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана. Такая конструкция имеет объем всего 100 литров, но для небольшого помещения вполне подойдет. Накопитель выполняет несколько функций:

Разгрузка твердотопливного котла при перегреве путем накопления излишков теплоты, что обеспечивает безопасность котла.
Нагрев воды для хозяйственных нужд.
Баллон способен обеспечить обогрев дома на несколько часов, если котел будет отключен.

Для начала нужно подготовить материалы:

баллоны из-под пропана 2 шт.;
медная трубка, длиной 10 метров и диаметром 12 метров;
штуцеры и гильзы для термометров;
базальтовая вата в качестве утеплителя;
металл, чтобы обшить конструкцию.

Если все необходимые материалы в наличии, можно приступать к изготовлению.

Открутить от баллонов вентили и отрезать крышки с помощью болгарки. Перед тем как отрезать крышку, наполнить баллон водой, чтобы остатки газа не взорвались.
Согнуть трубу в форму змеевика вокруг трубы нужного диаметра.
Сверлом сделать отверстия в баллоне для фиксаторов термометра.
Сварить два баллона, поставив их друг на друга.
Внутри получившейся конструкции нужно установить змеевик, а концы трубки выпустить через сделанные отверстия.
К сделанному баку нужно приделать дно и крышку: в дно баллона врезаем штуцер для сливного крана, а в крышку – для сброса воздуха.
Утеплить накопитель базальтовой ватой.
Обшить аккумулятор металлическим листом, закрепив его саморезами.

Такой теплоаккумулятор не оснащен циркуляционным насосом и подключается к котлу напрямую. Он стыкуется с котлом стальными трубами, диаметр которых 5 см.

Отзывы

Не верили что аккумулятор будет работать настолько эффективно. Капитальные вложения большие, но теперь нет необходимости подсыпать ночью уголь. Оценка:

Екатерина

Пришлось пожертвовать третьей частью подвала своего дома, но оно того стоит, утром просыпаешься в тепле. Оценка:

Виталий

После установки аккумулятора окончательно отказался от мысли установить газовый котел твердое топливо с аккумулятором выходит намного дешевле. Оценка:

Егор

Теплоаккумуляторы для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

Современная система отопления должна не только поддерживать комфортный уровень температуры во время работы котла, но и после этого. Снижение температуры теплоносителя в трубах происходит относительно быстро, поэтому необходимо установить дополнительные устройства. Лучше всего себя в этом плане зарекомендовала система отопления с теплоаккумулятором своими руками: схема, расчет, подключение которой можно сделать практически для любого автономного комплекса.

Содержание

Принцип работы теплоаккумулятора
Обзор моделей
Расчет мощности теплоаккумулятора
Изготовление теплоаккумулятора своими руками
Особенности установки и схема подключения аккумулирующей емкости
Практические советы

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор

Теплоаккумулятор представляет собой большую емкость, заполненную водой. Она нагревается от системы отопления прямым или косвенным образом. В результате этого температура воды повышается до максимального значения. Когда перестает работать котел происходит обратный процесс — энергия от нагретой воды передается теплоносителю.

Для выполнения этой задачи подключение к системе отопления теплоаккумулятора должно выполняться на максимально близком расстоянии от выходного патрубка котла. Кроме этого предъявляются следующие требования к конструкции:

Правильно рассчитать объем. Он напрямую зависит от площади отапливаемого помещения;
Теплоизоляция стенок. Это необходимо для уменьшения тепловых потерь, чтобы обеспечить максимальную теплоемкость;
Возможность дополнительной функции горячего водоснабжения (ГВС).

Подобная система отопления с теплоаккумулятором может обеспечить уменьшение расхода топлива до 30%.

Значительно повышается уровень комфорта, выражающийся в поддержании оптимальной температуры долгое время даже при неработающем котле.

Однако перед планированием изготовления и установки теплоаккумулятора следует учитывать такие негативные факторы:

Уменьшение КПД. Так как часть энергии от теплоносителя будет расходоваться на нагрев воды, то температура в радиаторах будет ниже, чем без теплоаккумулятора;
Эффективный самодельный теплоаккумулятор отопления актуально устанавливать только для систем с высоким температурным режимом работы – от 80/60. В противном случае потери тепла за счет нагрева воды значительно уменьшат степень нагрева воздуха в комнатах;
Большой объем емкости. Для аккумулирования достаточной энергии следует выбирать теплоаккумуляторы большой вместительности. Только так их работа будет по-настоящему эффективной.

Перед самостоятельным изготовлением необходимо сначала определиться с оптимальной конструкцией.

Обзор моделей

Заводской теплоаккумулятор

В качестве основы для самодельного теплоаккумулятора отопления можно рассмотреть стандартную заводскую модель. Она представляет собой емкость с несколькими патрубками для подключения. Внутри находится трубопровод в виде спирали, по которому протекает теплоноситель. Материал изготовления трубы — медь или оцинкованная сталь.

Для повышения эффективности работы в конструкции предусмотрен дополнительный нагревающий элемент – электрический ТЭН.

Он служит в качестве альтернативного источника тепловой энергии для поддержания температуры воды в емкости на нужном уровне. Особо следует обратить внимание на конструкцию, а в частности — на обеспечение максимальной теплоизоляции. Она состоит из двух стенок, между которыми располагается слой утеплителя. Чаще всего это базальтовая вата. В результате подобный теплоаккумулятор для котлов отопления имеет следующие положительные качества.

Равномерный нагрев воды по общему объему;
Возможность функционирования систем отопления с помощью ТЭНа даже при не работающем котле;
Минимальные тепловые потери от стенок корпуса.

Однако стоимость такой конструкции высока, а ее самостоятельное изготовление проблематично из-за сложности. Поэтому чаще всего применяется другая схема отопления с теплоаккумулятором.

В данном случае конструкция представляет собой емкость, в которой устанавливается спиральная труба отопления. Она имеет четыре патрубка для прямой и обратной трубы — входящие и выходящие. Ее изготовление намного проще, чем для вышеописанной модели. Для этого достаточно сварить емкость и сделать в ней соответствующие патрубки.

Если у системы отопления с теплоаккумулятором своими руками по схеме и расчету не предусмотрено подключение дополнительных источников забора энергии – по этому вопросу нужно проконсультироваться у специалистов.

Одним из преимуществ этой конструкции является небольшая трудоемкость работ. Но она менее эффективна, что сказывается на времени остывания воды. Ее можно модернизировать — установить электрический ТЭН. Подобная система отопления с небольшим теплоаккумулятором будет работать даже без котла. Но в этом случае значительно повысятся затраты электроэнергии. Пользоваться системой ГВС не рекомендуется, так как снижение КПД установки будет велико.

Расчет мощности теплоаккумулятора

Главным техническим параметром теплоаккумулятора является его полезный объем. От этого зависит количество тепловой энергии, способной аккумулироваться в воде.

Правильный расчет теплоаккумулятора для отопления начинается с анализа помещения.

Сначала определяется его площадь, исходя из чего рассчитывается минимальное значение мощности, необходимое для обогрева всех комнат в течение одного часа. Делается это с помощью следующей формулы:

Q=S/10

где Q – это тепловые потери здания или количество энергии для их компенсации, S – площадь дома.

Для помещения площадью 90 м² необходимо в час вырабатывать 9 кВт энергии. Далее следует рассчитать количество запасенной энергии в теплоаккумуляторе для отопления на 1 м³ воды. Этот показатель зависит от ее температуры. Чтобы избежать долгих вычислений в таблице показаны данные для различных значений отдачи энергии от теплоносителя воде в емкости.

Температура, °С	Энергия кВт/час
90/70	23,26
80/50	34,89
70/55	17,45
80/30	58

Предположим, что применяется стандартный температурный режим отопления 80/30. В таком случае при расчете теплоаккумулятора для отопления, предназначенным для эффективной работы в течение 12 часов, общий полезный объем будет равен:

V=12*9/(58)=1,86 м³

Для заполнения такого объема необходимо будет изготовить конструкцию цилиндрической формы с радиусом 1 м и высотой 2,3 м.

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Самодельный теплоаккумулятор

Можно ли сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками? Для этого потребуется изготовить конструкцию с рассчитанным объемом. Лучше всего применять толстостенную оцинкованную сталь. Так как габариты будущего типа аккумулятора достаточно велики — работу по сварке следует доверить профессионалам. Любой дефект шва может привести к печальным последствиям — разгерметизации всей конструкции.

Для улучшения прочностных характеристик рекомендуется изготавливать двухслойную емкость. Материал внутренней прослойки не должен коррозировать под воздействием воды и высоких температур. Наружная оболочка должна выполнять функции механической защиты. Также нужно правильно выбрать диаметр патрубков, чтобы подключение теплоаккумулятора к системе отопления выполнялось без дополнительных переходников.

Работы можно разделить на следующие этапы:

Изготовление внутреннего трубопровода. Лучше всего делать П-образным, при этом высота должна быть на 5-7 см меньше, чем у емкости;
Сварка внутреннего цилиндра. В нем должны быть предусмотрены отверстия для патрубков;
Изготовление наружного цилиндра.

После того как изготовление теплоаккумулятора для системы отопления своими руками было завершено — необходимо проверить его прочность. Для этого конструкцию заполняют водой и визуально наблюдают за отсутствием протечек или разгерметизацией.

Чтобы улучшить теплоизоляционные качества, наружная стенка утепляется базальтовой ватой. В таком случае эффективность работы системы отопления с теплоаккумулятором значительно повысится, так как тепловые потери будут минимальны. Толщина защитной прослойки должна быть минимум 50 мм.

Особенности установки и схема подключения аккумулирующей емкости

Схема подключения теплоаккумулятора

Для подключения к системе отопления теплоаккумулятора необходимо правильно выбрать его месторасположение. Лучше всего, если он будет стоять в непосредственной близости от котла. В таком случае температура теплоносителя будет высокой, что положительным образом скажется на скорости нагрева воды в емкости.

Также следует изготовить постамент для него, так как общая масса заполненного теплоаккумулятора будет довольно высока. В нашем случае она будет приблизительно равна 2,1 т. В частном доме для этого нужно подготовить отдельный фундамент. Если в системе отопления с теплоаккумулятором предусмотрено горячее водоснабжение — в помещении следует провести водопровод. Он подключается к баку через запорную арматуру. Увы, но не существует пока общих схем изготовления теплоаккумулятора для отопления. Чаще всего руководствуются личным опытом.

Практические советы

Опираясь на многочисленный опыт изготовления самодельных аккумуляторов для отопления, можно выделить несколько рекомендаций:

Вместо заводского змеевика можно использовать стальной гофрированный шланг. Тогда общая площадь теплообмена возрастет;
Чтобы не изготавливать стальную конструкцию можно применять пластиковые емкости соответствующего объема. Для сохранения своей формы они должны быть заключенным в решетчатый каркас;
Небольшие теплоаккумуляторы для отопления можно использовать для подпитки системы водяной теплый пол.

Но для большой площади помещения все равно рекомендуется приобретать заводские модели, так как их прочность и функциональность были рассчитаны специалистами.

При выборе уже готовых теплоаккумуляторов для любого котла отопления обратите внимание на количество входных и выходных патрубков. От этого зависит возможность подключения устройства к системе горячего водоснабжения, теплый пол или использование альтернативного источника нагрева воды — солнечного коллектора.

В видео наглядна представлена работа теплоаккумулятора в паре с котлом отопления:

Аккумуляторы тепла для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

Содержание статьи:

Принцип работы аккумулятора тепла
Обзор модели
Расчет теплоемкости
Изготовление аккумулятора тепла своими руками
Особенности установки и схема подключения накопительного бака
Практические советы

Современная система отопления должна поддерживать комфортный уровень температуры не только во время работы котла, но и после нее. Снижение температуры теплоносителя в трубах происходит относительно быстро, поэтому необходимо устанавливать дополнительные устройства. Лучше всего в этом плане сделать систему отопления с тепловым аккумулятором своими руками: схема, расчет, подключение которой можно сделать практически для любого автономного комплекса.

Принцип работы теплоаккумулятора

Аккумулятор тепла

Аккумулятор тепла представляет собой большой бак, наполненный водой. Нагревается от системы отопления прямо или косвенно. В результате температура воды повышается до максимального значения. Когда котел перестает работать, происходит обратный процесс – энергия от нагретой воды передается теплоносителю.

Для выполнения этой задачи подключение теплоаккумулятора к системе отопления должно осуществляться на максимально близком расстоянии от выходной трубы котла. Кроме того, предъявляются следующие требования к конструкции:

Правильно рассчитать объем. Это напрямую зависит от площади отапливаемого помещения;
Утепление стен. Это необходимо для снижения теплопотерь, чтобы обеспечить максимальную теплоемкость;
Возможность дополнительной функции горячего водоснабжения (ГВС).

Такая система отопления с тепловым аккумулятором может обеспечить снижение расхода топлива до 30%.

Значительно повышается уровень комфорта, что выражается в поддержании оптимальной температуры в течение длительного времени даже при простое котла.

Однако перед планированием изготовления и установки теплоаккумулятора следует учесть такие негативные факторы:

Снижение КПД. Так как часть энергии от теплоносителя будет расходоваться на нагрев воды, то температура в радиаторах будет ниже, чем без теплоаккумулятора;
Эффективный самодельный аккумулятор отопления для отопления актуален только для систем с высокотемпературным режимом работы – от 80/60. В противном случае потери тепла за счет нагрева воды значительно снизят степень нагрева воздуха в помещениях;
Большая вместимость. Для накопления достаточного количества энергии следует выбирать тепловые аккумуляторы большой емкости. Только так их работа будет действительно эффективной.

Перед самостоятельным изготовлением необходимо сначала определиться с оптимальной конструкцией.

Обзор модели

Заводской аккумулятор тепла

В качестве основы для самодельного аккумулятора отопления можно рассмотреть стандартный заводской образец. Это контейнер с несколькими разъемами для подключения. Внутри имеется трубопровод в виде спирали, по которому протекает теплоноситель. Материал трубы – медь или оцинкованная сталь.

Для повышения эффективности работы в конструкции предусмотрен дополнительный нагревательный элемент — электронагреватель.

Служит альтернативным источником тепловой энергии для поддержания температуры воды в баке на нужном уровне. Особое внимание следует уделить конструкции и, в частности, обеспечению максимальной теплоизоляции. Он состоит из двух стен, между которыми находится слой утеплителя. Чаще всего это базальтовая вата. В результате такой аккумулятор тепла для котлов отопления имеет следующие положительные качества.

Равномерный нагрев воды по всему объему;
Возможность функционирования систем отопления с помощью ТЭНа даже при неработающем котле;
Минимальные теплопотери со стенок корпуса.

Однако стоимость такой конструкции высока, а ее самостоятельное изготовление проблематично из-за сложности. Поэтому чаще всего используется другая схема отопления с тепловым аккумулятором.

В данном случае конструкция представляет собой емкость, в которую устанавливается спиральная труба отопления. Имеет четыре патрубка для прямого и обратного трубопровода — входящий и выходящий. Его изготовление намного проще, чем для вышеописанной модели. Для этого достаточно сварить емкость и сделать в ней соответствующие насадки.

Если система отопления с тепловым аккумулятором своими руками не предусматривает подключение дополнительных источников энергозабора по схеме и расчету, следует проконсультироваться по этому вопросу со специалистами.

Одним из преимуществ данной конструкции является низкая трудоемкость работы. Но он менее эффективен, что сказывается на времени остывания воды. Его можно модернизировать – установить электронагреватель. Подобная система отопления с небольшим тепловым аккумулятором будет работать и без котла. Но в этом случае затраты на электроэнергию возрастут в разы. Не рекомендуется использовать систему ГВС, так как снижение КПД установки будет большим.

Расчет емкости теплоаккумулятора

Основным техническим параметром теплоаккумулятора является его полезный объем. От этого зависит количество тепловой энергии, которая может накапливаться в воде.

Правильный расчет теплового аккумулятора для отопления начинается с анализа помещения.

Сначала определяется его площадь, на основе которой рассчитывается минимальное значение мощности, необходимое для обогрева всех помещений в течение одного часа. Это делается по следующей формуле:

Q = S / 10

Где Q — это теплопотери здания или количество энергии для ее компенсации, S — площадь дома.

Для помещения площадью 90 м² необходимо вырабатывать 9 кВт энергии в час. Далее рассчитайте количество запасенной энергии в теплоаккумуляторе для отопления на 1 м³ воды. Этот показатель зависит от его температуры. Чтобы избежать длительных расчетов, в таблице приведены данные для различных значений отдачи энергии от теплоносителя к воде в баке.

Температура °С	Энергия кВтч
90/70	23,26
80/50	34,89
70/55	17,45
80/30	58

Предположим, что применяется стандартная температура нагрева 80/30. В этом случае при расчете теплоаккумулятора для отопления, рассчитанного на эффективную работу в течение 12 часов, общий полезный объем будет равен:

V = 12 * 9 / (58) = 1,86 м³

Для заполнения такого объема потребуется изготовить цилиндрическую конструкцию радиусом 1 м и высотой 2,3 м.

Изготовление аккумулятора тепла своими руками

Самодельный аккумулятор тепла

Можно ли сделать аккумулятор тепла для отопления своими руками? Для этого нужно сделать конструкцию с расчетным объемом. Лучше всего использовать толстостенную оцинкованную сталь. Так как габариты будущего типа батареи довольно большие, сварочные работы стоит доверить профессионалам. Любой дефект шва может привести к печальным последствиям – разгерметизации всей конструкции.

Для повышения прочностных характеристик рекомендуется изготавливать двухслойную тару. Материал внутреннего слоя не должен подвергаться коррозии под воздействием воды и высоких температур. Внешняя оболочка должна выполнять функции механической защиты. Также необходимо правильно подобрать диаметр труб, чтобы теплоаккумулятор подключался к системе отопления без дополнительных переходников.

Работу можно разделить на следующие этапы:

Изготовление внутреннего трубопровода. Лучше всего делать П-образную, при этом высота должна быть на 5-7 см меньше емкости;
Сварка внутреннего цилиндра. В нем должны быть отверстия под патрубки;
Изготовление наружного цилиндра.

После того, как изготовление теплоаккумулятора для системы отопления своими руками завершено – необходимо проверить его прочность. Для этого конструкцию заливают водой и визуально наблюдают на предмет отсутствия протечек или разгерметизации.

Для улучшения изоляционных качеств наружная стена утеплена базальтовой ватой. В этом случае КПД системы отопления с тепловым аккумулятором значительно повысится, так как потери тепла будут минимальными. Толщина защитного слоя должна быть не менее 50 мм.

Особенности установки и схема подключения накопительного бака

Схема подключения теплоаккумулятора

Для подключения теплоаккумулятора к системе отопления необходимо правильно выбрать его месторасположение. Лучше всего, если он будет стоять в непосредственной близости от котла. В этом случае температура теплоносителя будет высокой, что положительно скажется на скорости нагрева воды в баке.

Для него также следует сделать пьедестал, так как общая масса заполненного теплоаккумулятора будет довольно большой. В нашем случае это будет примерно 2,1 тонны. В частном доме для этого необходимо подготовить отдельный фундамент. Если в системе отопления с тепловым аккумулятором предусмотрено горячее водоснабжение, то подвод воды должен быть выполнен в помещении. Он соединяется с баком через запорную арматуру. Увы, общих схем изготовления теплоаккумулятора для отопления нет. Чаще всего руководствуются личным опытом.

Практические советы

Исходя из многочисленного опыта изготовления самодельных батарей для отопления, можно дать несколько рекомендаций:

Вместо заводского змеевика можно использовать стальной гофрошланг. Тогда общая площадь теплообмена увеличится;

Чтобы не делать стальную конструкцию, можно использовать пластиковые емкости соответствующего объема. Для сохранения формы их необходимо заключать в решетчатый каркас;
Небольшие тепловые аккумуляторы для отопления можно использовать в качестве топлива для системы теплого пола.

Но для большой площади помещения все же рекомендуется приобретать фабричные модели, так как их прочность и функциональность рассчитаны специалистами.

При выборе готовых теплоаккумуляторов для любого котла отопления обратите внимание на количество подводящих и отводящих патрубков. От этого зависит возможность подключения устройства к системе горячего водоснабжения, теплого пола или использования альтернативного источника нагрева воды – солнечного коллектора.

Видео демонстрирует работу теплоаккумулятора в паре с котлом отопления:

Аккумулятор тепла для твердотопливного котла своими руками

Твердотопливные котлы используются для отопления дома, т. к. альтернатива газу, когда нет газопровода. Но КПД твердотопливной системы отопления невелик. Ситуацию можно исправить, установив тепловой аккумулятор для котла.

Содержание

1 Что такое аккумулятор тепла?
2 Как сделать аккумулятор тепла для твердотопливного котла из бочки
- 2.1 Что нужно взять
- 2.2 Пошаговое изготовление своими руками
- 2.3 Еще комментарии
3 Видео: полезная информация об агрегате

Что такое аккумулятор тепла?

О том, как монтировать аккумулятор тепла, мы расскажем в следующих строках. Однако сначала разберемся, что собой представляет описываемый агрегат для твердотопливного котла. Все просто: это бак, который экономит тепловую энергию котла за счет сбора определенного количества теплоносителя. Установка такого элемента системы решает сразу несколько задач:

На самом деле устройство описываемой емкости несложное, при желании несложно сделать аккумулятор тепла исключительно своими руками. Его конструкция, собственно, включает в себя такие элементы:

сама емкость
шумоизоляция всего кузова,
впускной патрубок-вход
выход труба-выход
внутренних катушек.

Последний элемент — змеевик — выпускается в основном из покупных термобатарей, изготовленных на заводе. То есть при таком оборудовании теплоноситель проходит по многочисленным трубчатым змеевикам внутри сухого бака. А аккумулятор тепла, который легко сделать своими руками, — это просто полый бак без змеевиков. Именно внутри этого бака хранится собранная охлаждающая жидкость. Из этих строк видно, что существует два типа описываемых агрегатов:

Емкость со змеевиками внутри, предназначенная для экономии теплоносителя,
простейший теплоаккумулятор в виде бочки для экономии теплоносителя.

Теперь следует понять принцип работы накопительного узла для твердотопливного котла. При работе оборудования на твердом топливе теплоаккумулятор пополняется горячей водой. При выключении котла эта вода питает систему отопления.

Также несложно выделить преимущества и недостатки указанных нами двух видов спасательных устройств. Если аккумулятор тепла выполнен змеевиком, то

увеличение периода сохранения тепла,
общая эффективность системы повышается
однако дома такую сборку сделать нельзя.

Если тепловой аккумулятор сделать без змеевиков, по принципу хранения теплоносителя в бочке, то

сделать своими руками очень просто, достаточно иметь минимум средств и подходящая емкость,
, но малоэффективен.

Далее рассмотрим, как сделать такой аккумулятор тепла для твердотопливного котла из простого металлического баллона.

Как сделать аккумулятор тепла для твердотопливного котла из бочки

Для начала необходимо рассчитать объем необходимой емкости и сделать чертеж . На чертеже нужно изобразить стандартную бочку, включающую в себя два трубопровода. Один из них транспортирует теплоноситель от теплообменника котла, а второй подает горячую воду к радиаторам отопления. Осталось только рассчитать размеры бочки, а точнее ее объем. Зная объем, легко определить диаметр и высоту по справочным данным.

Если вам необходимо рассчитать объем резервуара, зная высоту и один из следующих параметров: радиус, диаметр или площадь основания, то удобнее всего воспользоваться калькулятором, который производит расчет онлайн.

Приступим к расчету. Предположим, наш твердотопливный теплогенератор полностью бездействует ночью в течение 4 часов (после остывания), а площадь нашего небольшого загородного дома составляет 30 квадратных метров. м. Следовательно, бочка должна отдавать примерно одну десятую площади в час — 3 кВт. Всего 12 кВт за ночь. При этом разница температур бочки и нагрева составит максимум 40 градусов (скажем, если вода в баке нагрета до 90, то в радиаторах — хоть до 50).

По школьному курсу физики m = Q/Ct, где

Q — вся тепловая энергия, имеем 12 кВт,
Кл – удельная теплоемкость агента, то есть воды, равная 0,0012 кВт/кг х г. Цельсия
t – разница температур.

Получаем по такой формуле: m = 12/0,0012х40 = 250 кг. Таким образом, можно принять объем воды в 250 литров. Получается, что в качестве теплоаккумулятора для твердотопливного котла в данных условиях нам подойдет металлическая бочка на 250 литров. Примерные размеры такого ствола 600х900 мм. То есть диаметр 0,6 м, а высота (длина) 0,9 м.

Что нужно взять

Для изготовления нашего теплоаккумулятора необходимо подготовить следующие материалы и инструменты.

Обычная металлическая бочка, можно купить в магазине,
сварочный аппарат с маской и электродами,
электрические инструменты, такие как «шлифовальные машины» и шлифовальные и отрезные диски, сверла и сверла, биты по металлу.
две стандартные стальные трубы для отопления, каждая с резьбой на конце, обычно 3/4 дюйма,
.

Начинать процедуру лучше с помощником. Кроме того, рисунок уже должен быть готов.

Чертеж накопителя тепла

Пошаговое изготовление своими руками

Предварительно бочка тщательно очищается изнутри. Это необходимо для исключения постоянного загрязнения охлаждающей жидкости ржавчиной и накипью. Очистку можно производить болгаркой и шлифовальными кругами.
Бочки очищенные изнутри
Далее необходимо просверлить два отверстия — входное и выходное, под диаметр подводящих труб. Для этого сначала используйте дрель со сверлом по металлу, а потом лучше использовать коронку.
Далее в полученные отверстия аккуратно ввариваются патрубки для входа и выхода теплоносителя, то есть нагретой воды. На этих трубах на концах, которые не приварены, должна быть нарезана резьба. В дальнейшем через эту резьбу будут вкручиваться шаровые краны, вписывающиеся в общую систему отопления.
После этого очень аккуратно приваривается верхняя крышка. Все сварные швы должны быть герметичными, чтобы предотвратить протечки.
Наконец, теплоаккумулятор изолируется снаружи минеральной ватой, для этого ствол обматывается слоями минеральной ваты, а затем эти слои, которыми обернут ствол, тщательно стягиваются кольцами металлической скрепляющей ленты.
Нам осталось смонтировать узел в систему с помощью шаровых кранов. Аккумулятор тепла должен располагаться сразу после котла, а уровень должен быть выше радиаторов, чтобы теплоноситель хорошо пополнял их из нашего бака.

Это важно знать! Не используйте пластиковую бочку. Она не способна выдержать рабочую температуру термического агента, достигающую 90 градусов по Цельсию. Стенки такой бочки при работе в системе просто начинают плавиться. Исключением могут быть пластиковые контейнеры, на которых производитель указывает максимальную температуру содержимого выше 90 градусов. Но в этом случае еще нужно решить, как крепить трубы.

Еще комментарии

Итак, мы сделали простой аккумулятор тепла для небольшой системы отопления. В итоге еще несколько важных моментов. Для нашего примера необходимый объем бочки составил 250 литров. Однако, когда дом большой, может потребоваться гораздо больший привод. В этом случае лучше будет сварить кубическую коробку. Кроме того, его легче утеплить специальными материалами.

Некоторые умельцы используют для этого варианта стандартный, так называемый европейский, куб объемом 1000 литров. Он продается во многих магазинах. Но тут нужно помнить, что он пластиковый. Как правило, максимальная температура воды, которую выдерживает еврокуб, составляет 70 градусов Цельсия, если в маркировке не указано иное. Так что использовать этот бак в системе отопления просто опасно.

И еще про изоляцию. Пенопласт – идеальный вариант для кубической металлической коробки. Дело в том, что этот утеплитель легко приклеивается к стенам. Минвата больше подходит для обычной бочки, но вам нужно будет придумать, как ее закрепить, потому что метод с металлическими кольцами, который мы описали, не требуется.

Видео: полезная информация о агрегате

Итак, мы описали простой способ создания накопительного бака для отопления. В процессе самостоятельного изготовления такой сборки возможны самостоятельные корректировки описанной технологии.

Тепловые аккумуляторы для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

Современная система отопления должна поддерживать комфортный уровень температуры не только во время работы котла, но и после нее. Снижение температуры теплоносителя в трубах происходит относительно быстро, поэтому необходимо устанавливать дополнительные устройства. Лучше всего зарекомендовала себя в этом плане система отопления своими руками с тепловым аккумулятором: схема, расчет, подключение которой можно сделать практически для любого автономного комплекса.

Содержание

Принцип работы теплоаккумулятора
Обзор моделей
Расчет мощности теплоаккумулятора
Изготовление теплоаккумулятора своими руками
Особенности установки и схема подключения накопительного бака Практическая
6 9 консультация

Принцип работы теплового аккумулятора

Тепловой аккумулятор

Тепловой аккумулятор представляет собой большую емкость, наполненную водой. Он нагревается прямо или косвенно системой отопления. В результате температура воды поднимается до своего максимального значения. Когда котел перестает работать, происходит обратный процесс – энергия от нагретой воды передается теплоносителю.

Для выполнения этой задачи подключение теплоаккумулятора к системе отопления должно осуществляться как можно ближе к выходу из котла. Кроме того, предъявляются следующие требования к конструкции:

Правильно рассчитайте объем. Это напрямую зависит от площади отапливаемого помещения;
Утепление стен. Это необходимо для снижения тепловых потерь, чтобы обеспечить максимальную теплоемкость;
Возможность дополнительной функции горячего водоснабжения (ГВС).

Такая система отопления с тепловым аккумулятором позволяет снизить расход топлива до 30%.

Значительно повышается уровень комфорта, что выражается в поддержании оптимальной температуры в течение длительного времени, даже при неработающем котле.

Однако перед планированием изготовления и монтажа теплоаккумулятора необходимо учитывать следующие негативные факторы:

Снижение КПД. Так как часть энергии от теплоносителя будет расходоваться на нагрев воды, то температура в радиаторах будет ниже, чем без теплоаккумулятора;
Устанавливать эффективный самодельный аккумулятор тепла для отопления важно только для систем с высокотемпературным режимом работы — от 80/60. В противном случае потери тепла за счет нагрева воды значительно снизят степень нагрева воздуха в помещениях;
Большой объем. Для хранения достаточного количества энергии следует выбирать теплоаккумуляторы большой емкости. Только так их работа будет действительно эффективной.

Перед самостоятельным изготовлением необходимо сначала определиться с оптимальной конструкцией.

Обзор модели

Заводской аккумулятор тепла

В качестве основы самодельного теплоаккумулятора для отопления можно рассмотреть типовой заводской образец. Это контейнер с несколькими соединениями. Внутри находится трубопровод в виде спирали, по которому протекает теплоноситель. Труба изготавливается из меди или оцинкованной стали.

Для повышения эффективности работы в конструкции предусмотрен дополнительный ТЭН — ТЭН электрический.

Служит альтернативным источником тепловой энергии для поддержания температуры воды в баке на нужном уровне. Особое внимание следует уделить дизайну и, в частности, обеспечить максимальную теплоизоляцию. Он состоит из двух стен, между которыми находится слой утеплителя. Чаще всего это базальтовая вата. В результате такой аккумулятор тепла для котлов отопления имеет следующие положительные качества.

Равномерный нагрев воды по всему объему;
Возможность функционирования систем отопления с помощью ТЭНов даже при неработающем котле;
Минимальные потери тепла со стенок корпуса.

В данном случае конструкция представляет собой емкость, в которую устанавливается спиральная труба отопления. Имеет четыре штуцера для прямого и обратного трубопровода – вход и выход. Его изготовление намного проще, чем для вышеописанной модели. Для этого достаточно сварить емкость и сделать в ней соответствующие патрубки.

Если система отопления с тепловым аккумулятором своими руками по схеме и расчету не предусматривает подключение дополнительных источников забора энергии — необходимо проконсультироваться по этому вопросу со специалистами.

Одним из преимуществ данной конструкции является низкая трудоемкость работ. Но он менее эффективен, что сказывается на времени остывания воды. Его можно модернизировать, установив электрический нагревательный элемент. Подобная система отопления с небольшим тепловым аккумулятором будет работать и без котла. Но в этом случае стоимость электроэнергии возрастет в разы. Не рекомендуется использовать систему ГВС, так как будет велико снижение КПД установки.

Расчет мощности теплоаккумулятора

Основным техническим параметром теплоаккумулятора является его полезный объем. От этого зависит количество тепловой энергии, которое может быть накоплено в воде.

Правильный расчет теплового аккумулятора для отопления начинается с анализа помещения.

Q = S / 10

Где Q — теплопотери здания или количество энергии для ее компенсации, S — площадь дома.

Для помещения площадью 90 м² необходимо вырабатывать 9 кВт энергии в час. Далее следует рассчитать количество запасенной энергии в тепловом аккумуляторе для отопления на 1 м³ воды. Этот показатель зависит от его температуры. Во избежание длительных расчетов в таблице приведены данные для различных значений передачи энергии от теплоносителя к воде в баке.

Temperature, ° С	Energy kW / hour
90/70	23,26
80/50	34,89
70/55	17,45
80/30	58

Предположим, что стандартная температура нагрева составляет 80/30. В этом случае при расчете теплоаккумулятора для отопления, рассчитанного на эффективную работу в течение 12 часов, общий полезный объем будет равен:

V = 12 * 9 / (58) = 1,86 м³

Для заполнения такого объема необходимо будет сделать цилиндрическую конструкцию радиусом 1 м и высотой 2,3 м.

Изготовление аккумулятора тепла своими руками

Самодельный аккумулятор тепла

Можно ли сделать аккумулятор тепла для отопления своими руками? Для этого потребуется изготовить конструкцию с расчетным объемом. Лучше всего использовать толстостенную оцинкованную сталь. Поскольку габариты будущего типа батареи достаточно велики, сварочные работы следует доверить профессионалам. Любой дефект шва может привести к печальным последствиям – разгерметизации всей конструкции.

Для улучшения прочностных характеристик рекомендуется делать контейнер двухслойным. Материал внутреннего слоя не должен подвергаться коррозии под воздействием воды и высоких температур. Наружная оболочка должна выполнять функцию механической защиты. Также нужно подобрать правильный диаметр патрубков, чтобы подключение теплоаккумулятора к системе отопления осуществлялось без дополнительных переходников.

Работу можно разделить на следующие этапы:

Производство внутренних трубопроводов. Лучше всего сделать ее П-образной, при этом высота должна быть на 5-7 см меньше, чем у емкости;
Сварка внутреннего цилиндра. В нем должны быть предусмотрены отверстия для патрубков;
Изготовление внешнего цилиндра.

После того, как изготовление теплоаккумулятора для системы отопления своими руками завершено, необходимо проверить его прочность. Для этого конструкцию заливают водой и визуально наблюдают на предмет отсутствия протечек или разгерметизации.

Для улучшения теплоизоляционных качеств наружная стена утеплена базальтовой ватой. В этом случае КПД системы отопления с тепловым аккумулятором значительно повысится, так как потери тепла будут минимальными. Толщина защитного слоя должна быть не менее 50 мм.

Особенности установки и схема подключения накопительного бака

Схема подключения теплоаккумулятора

Для него также следует сделать пьедестал, так как общая масса заполненного теплоаккумулятора будет довольно большой. В нашем случае она будет примерно равна 2,1 тонны. В частном доме для этого нужно подготовить отдельный фундамент. Если горячее водоснабжение предусмотрено в системе отопления с тепловым аккумулятором, то в помещении должен быть установлен водопровод. Он соединен с баком через запорный вентиль. Увы, общих схем изготовления теплоаккумулятора для отопления до сих пор нет. Чаще всего они руководствуются личным опытом.

Практический совет

Исходя из многочисленного опыта изготовления самодельных батарей для отопления, можно выделить несколько рекомендаций:

Вместо заводского змеевика можно использовать стальной гофрошланг. Тогда общая площадь теплообмена увеличится;
Чтобы не изготавливать стальную конструкцию, можно использовать пластиковые емкости соответствующего объема. Для сохранения формы их необходимо заключать в решетчатый каркас;
Малые аккумуляторы тепла для отопления можно использовать для питания системы водяного пола.

Но для большой площади помещения все же рекомендуется приобретать заводские модели, так как их прочность и функциональность рассчитаны специалистами.

При выборе готовых теплоаккумуляторов для любого котла отопления обратите внимание на количество подводящих и отводящих патрубков. Это определяет возможность подключения устройства к системе горячего водоснабжения, теплого пола или использования альтернативного источника нагрева воды – солнечного коллектора.

Видео демонстрирует работу теплоаккумулятора в паре с котлом отопления:

Аккумулятор тепла своими руками для котлов отопления

Содержание

Как работает твердотопливная система с накопительным баком?
Нюансы использования тепловых аккумуляторов и советы по эксплуатации
Схемы обвязки тепловых аккумуляторов
Схемы подключения буферной емкости к твердотопливному котлу и системе отопления
Правила безопасной эксплуатации
Расчет объема накопительного бака
Изготовление твердотопливного котла своими руками
Для чего нужен аккумулятор тепла и как он рассчитывается
Расчет Пояснения
Тепловой аккумулятор: что это такое
принцип работы системы отопления с тепловым аккумулятором
Основные функции тепловых аккумуляторов
Применение теплового аккумулятора: при необходимости оборудования
Применение тепловых аккумуляторов в системах отопления ТТ
Модернизация теплоаккумулятора
Простой теплоаккумулятор
Расчет буферной емкости

Как работает твердотопливная система с накопительным баком?

Наибольшая экономия ресурсов будет достигнута при подключении теплоаккумулятора к твердотопливным котлам отопления.

Принцип устройства такой системы можно разделить на два этапа:

тепло от сгорания топлива поступает через теплообменник к радиаторам отопления, которые, в свою очередь, отдают тепло в окружающую среду;
после остывания вода из радиаторов устремляется вниз и снова поступает в теплообменник котла для последующего нагрева.

А дальше все повторяется по кругу. У такой схемы есть два существенных отрицательных момента, влияющих на потери тепла:

вода как теплоноситель направляется от котла непосредственно к радиаторам и быстро остывает;
недостаточный объем воды-теплоносителя в системе отопления не позволяет поддерживать постоянную температуру, поэтому его приходится регулярно подогревать в котловом контуре.

Это крайне расточительно. Особенно когда речь идет о твердом топливе. По существу происходит следующее. В котел закладывается топливо, которое поначалу горит достаточно интенсивно. Поэтому помещение прогревается очень быстро. Однако, когда топливо перестает гореть, температура воды в радиаторах сразу падает, и в доме сразу становится холодно. Чтобы постоянно поддерживать в помещении комфортную температуру, необходимо закладывать в котел все новые и новые порции топлива.

Нюансы использования теплоаккумуляторов и советы по эксплуатации

Если вы планируете надолго уехать из дома, то вам необходимо установить термостат трехходового клапана на минимальную температуру. При таком «экономном» режиме работы контур отопления может работать несколько дней;
Блок погодозависимой автоматики, встроенный в систему с ТА, будет регулировать температуру теплоносителя в радиаторах при изменении погодных условий;
Если сделать релейный термостат с погружной гильзой в верхней части буферной емкости и настроить его, например, на 35 °С, а на вентильном термостате 60 °С, то при показе термостатом 25 °С (60 -35 = 25 °С), циркуляция насоса автоматически отключится;
Если расчет показал большой объем ТА, не вписывающийся в габариты помещения, то его можно заменить двумя меньшими контейнерами, соединив их трубами в верхней и нижней части;
Для предотвращения электрохимической коррозии ТА необходимо подключить к нему заземление;
Если в схему включен электрокотел, то лучше использовать ночной тариф на нагрев объема воды накопительного бака, если таковой предусмотрен условиями эксплуатации.

Схемы обвязки теплоаккумулятора

Смеем предположить, что если вас заинтересовала эта статья, то скорее всего вы решили изготовить и обвязать теплоаккумулятор самостоятельно. Схем подключения можно придумать массу, главное чтобы все работало. Если правильно понимать процессы, происходящие в схеме, то вполне можно поэкспериментировать. То, как вы подключите ГК к котлу, повлияет на работу всей системы. Разберем сначала простейшую схему отопления с тепловым аккумулятором.

Простая схема обвязки ТА

На рисунке вы видите направление движения теплоносителя

Обратите внимание, движение вверх запрещено. Чтобы этого не произошло, насос между ТА и котлом должен перекачивать больший объем теплоносителя, чем тот, который стоит до бака. Только в этом случае будет образовываться достаточное втягивающее усилие, которое заберет часть тепла от подачи

Недостатком такой схемы подключения является длительное время нагрева контура. Чтобы его уменьшить, нужно создать кольцо нагрева котла. Вы можете увидеть это на следующей диаграмме.

Только в этом случае будет образовываться достаточное втягивающее усилие, которое будет отбирать часть тепла от подачи. Недостатком такой схемы подключения является длительное время нагрева контура. Чтобы его уменьшить, нужно создать кольцо нагрева котла. Вы можете увидеть это на следующей диаграмме.

Схема обвязки ТП с котловым контуром отопления

Суть отопительного контура в том, что термостат не смешивает воду из ТП, пока котел не прогреет ее до заданного уровня. При прогреве котла часть подачи идет в ТА, а часть смешивается с теплоносителем из резервуара и поступает в котел. Таким образом, нагреватель всегда работает с уже нагретой жидкостью, что увеличивает его КПД и время нагрева контура. То есть батареи быстрее прогреются.

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

Обратите внимание, что на схеме показаны только узлы подключения ТА к котлу. Циркуляция теплоносителя к радиаторам происходит другим путем, который также проходит через ТА. Наличие двух байпасов позволяет дважды перестраховаться:

Наличие двух байпасов позволяет дважды перестраховаться:

обратный клапан срабатывает, если насос остановлен, а шаровой кран на нижнем байпасе закрыт;
при остановке насоса и выходе из строя обратного клапана циркуляция осуществляется через нижний байпас.

В принципе, в такой конструкции можно сделать некоторые упрощения. Учитывая тот факт, что обратный клапан имеет высокое гидравлическое сопротивление, его можно исключить из схемы.

Схема обвязки ТА без обратного клапана для самотечной системы

В этом случае, когда свет погаснет, вам нужно будет вручную открыть шаровой кран. Следует сказать, что при такой разводке ТП должен быть выше уровня радиаторов. Если вы не планируете, что система будет работать самотеком, то обвязку системы отопления с тепловым аккумулятором можно выполнить по схеме схема показана ниже.

Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией

В ТА создано правильное движение воды, что позволяет шарик за шариком, начиная сверху, прогревать ее. Возможно, возникает вопрос, что делать, если нет света? Об этом мы рассказывали в статье об альтернативных источниках питания для системы отопления. Это будет экономичнее и удобнее. Ведь самотечные контуры выполняются из труб большого сечения, к тому же не всегда должны соблюдаться удобные уклоны. Если посчитать цену труб и фитингов, взвесить все неудобства монтажа и сопоставить все это с ценой ИБП, то идея установки альтернативного источника питания становится очень привлекательной.

Схемы подключения буферной емкости к твердотопливному котлу и системе отопления

Тема Sjawa вызвала большой интерес на портале. Пользователи принялись обсуждать схему подключения ТП к котлу.

ZelGenUser

Посмотрел схему системы отопления. Возник вопрос, а почему вход в ТА расположен чуть выше середины танка? Если вход осуществляется сверху буферной емкости, то горячий носитель из котла ТТ сразу подается на выход, не смешиваясь с более холодным носителем в ТА. Емкость постепенно заполняется горячим теплоносителем сверху вниз. И так, пока не прогреется верхняя половина ТА, а это примерно 500 литров, горячий носитель в ТА перемешивается и охлаждается.

По словам Сявы, ввод в теплоаккумулятор предназначен для улучшения ЭК (естественной циркуляции при отключении электроэнергии) и уменьшения ненужного перемешивания теплоносителя в то время, когда СО не отводит тепло или забирает его мало. Т.к. выложенная в начале схема системы отопления с ТА носит общий характер, то далее пользователь набросал более подробные варианты работы бака.

Схема 1.

Преимущества — если свет выключен, то работает естественная циркуляция. Недостатком является инерционность системы.

Схема 2.

Аналог первой схемы, но если в системе отопления все термоголовки закрыты, то верхняя часть теплоаккумулятора самая теплая и интенсивного перемешивания нет. При открытии термоголовок теплоноситель сразу подается в СО. Это снижает инерционность. Есть еще ЭК.

Схема 3.

Аккумулятор тепла размещается параллельно системе. Достоинства – быстрая подача теплоносителя, но естественная циркуляция в системе под вопросом. Возможно закипание охлаждающей жидкости.

Схема 4.

Разработка третьей схемы с закрытыми термоголовками. Недостаток в том, что в теплоаккумуляторе происходит полное перемешивание всех слоев воды, что плохо при естественной циркуляции, если нет электричества.

SjavaUser

Как видите, при открытии и закрытии кранов можно реализовать разные варианты переключения, но у меня стоит вариант 1 и 2. Нижняя часть теплоаккумулятора на 700 мм выше нижней части паровой котел. Патрубки входящие в ТА 1 1/2′, а отходящие в СО 1′. Вариант с верхним размещением патрубка подходит для ТО со змеевиками внутри, для непрямого нагрева теплоносителя.

В итоге пользователь немного модифицировал схему, поставив байпасы между входом в тепловой аккумулятор от твердотопливного котла и подачей в систему отопления и на обратку.

Это позволило изменить схему подключения теплоаккумулятора с параллельного на последовательное. Например, закончился отопительный сезон и теплоаккумулятор остыл, но стало холоднее, то без нагрева тепло аккумулятор, можно быстро отапливать дом котлом.

Правила безопасной эксплуатации

К теплоаккумуляторам, изготовленным своими руками, предъявляются особые требования безопасности:

Горячие части бака не должны соприкасаться или иным образом соприкасаться с горючими и взрывоопасными материалами и веществами. Игнорирование этого пункта может спровоцировать возгорание отдельных предметов и пожар в котельной.
Закрытая система отопления предполагает постоянное высокое давление теплоносителя, циркулирующего внутри. Для обеспечения этого момента конструкция бака должна быть полностью герметичной. Кроме того, можно усилить его корпус ребрами жесткости, а крышку бака оснастить прочными резиновыми прокладками, устойчивыми к интенсивным эксплуатационным нагрузкам и повышенным температурам.
Если в конструкции присутствует дополнительный нагревательный элемент, необходимо очень тщательно заизолировать его контакты, а бак заземлить. Таким образом удастся избежать поражения электрическим током и короткого замыкания, которые могут вывести систему из строя.

При соблюдении этих правил эксплуатация самодельного теплоаккумулятора будет полностью безопасной и не доставит хозяевам никаких проблем и хлопот.

Расчет объема накопительной емкости

Такое решение заключается в том, что аккумулятор тепла своими руками представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для подключения к системе отопления. Суть в том, что котел при работе частично направляет теплоноситель в накопительный бак когда радиаторы не нужны. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей от гидроаккумулятора. Для этого нужно будет правильно связать накопительный бак с теплогенератором.

Первым делом необходимо определить объем бака для аккумулирования тепловой энергии и оценить возможность размещения его в котельной. Кроме того, необязательно начинать производство теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов с нуля; возможны различные варианты подбора готовых судов подходящей вместимости.

Предлагаем примерно определить объем бака самым простым способом, исходя из законов физики. Для этого необходимо иметь следующие исходные данные:

тепловая мощность, необходимая для обогрева дома;
время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет накопительный бак для отопления.

Метод расчета покажем на примере. Имеется здание площадью 100 м2, в котором теплогенератор простаивает по 5 часов в сутки. В более крупном масштабе принимаем требуемую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это означает, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а за весь период времени должно быть накоплено 50 кВт. При этом вода в баке нагревается не менее чем до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов в штатном режиме принята равной 60 ºС. То есть разница температур составляет 30 ºС, подставляем все эти данные в хорошо известную из курса физики формулу:

Так как мы хотим знать количество воды, которое должен содержать аккумулятор тепла, то формула принимает следующий вид:

Q — общее потребление тепловой энергии, в примере равно 50 кВт;
c — удельная теплоемкость воды, составляет 4,187 кДж/кг ºС или 0,0012 кВт/кг ºС;
Δt – разница температур воды в баке и подающей трубы, для нашего примера 30 ºС.

м = 50/0,0012 х 30 = 1388 кг, что занимает примерный объем 1,4 м3. Так, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1,4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, обеспечит дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС за 5 часов. . Тогда температура воды опустится ниже 60 ºС, но потребуется еще некоторое время (3-5 часов), чтобы полностью «разрядить» батарею и охладить помещения.

Важно! Чтобы теплоаккумулятор, сделанный своими руками, полностью «заряжался» при работе котла, последний должен иметь не менее полуторакратного запаса мощности. Ведь отопитель должен одновременно отапливать дом и загружать горячей водой накопительный бак

Изготовление твердотопливного котла своими руками

Твердотопливный котел для частного дома теоретически можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно взять большую трубу 300 мм, от которой отрезается метровый кусок. Из стального листа нужно вырезать дно по диаметру трубы и приварить элементы. Ножки котла могут быть 10-сантиметровыми швеллерами.

При изготовлении твердотопливного котла для частного дома потребуется изготовить воздухораспределитель в виде круга из листа стали. Его диаметр должен быть меньше трубы на 20 мм. В нижней части круга из уголка необходимо приварить крыльчатку. Размер ее полки должен быть 50 мм. Для этого подойдет и швеллер с такими же размерами. В центральную верхнюю часть распределителя, который должен располагаться над котлом, следует вварить трубу диаметром 60 мм. Через трубу в середине диска распределителя делается отверстие, образующее сквозной туннель. Это необходимо для подачи воздуха.

На верхнюю часть трубы крепится заслонка, которая будет обеспечивать регулировку подачи воздуха. Если перед вами стоит вопрос, как сделать твердотопливный котел, то вам следует ознакомиться с технологией. Следующий шаг указывает на необходимость доделать нижнюю часть оборудования, где будет располагаться дверца в зольник. В верхней части вырезаются отверстия. В этом месте приваривается труба 100 мм. Сначала он будет уходить под определенным углом в сторону. Затем вверх на 40 см, а затем строго вертикально. Через перекрытие проход дымохода должен быть защищен по правилам пожарной безопасности.

Завершение изготовления котла сопровождается работой над верхней крышкой. В его центральной части должно быть отверстие для патрубка распределителя. Крепление к стене оборудования должно быть плотным. Попадание воздуха исключено.

Сделав твердотопливный котел длительного горения на дровах, его нужно будет растопить в первый раз. Для этого снимите крышку, поднимите регулятор и заполните оборудование доверху. Топливо обливается горючей жидкостью. Горящий факел выбрасывается внутрь через трубку регулятора. Как только топливо разгорится, поток воздуха нужно будет уменьшить до минимума, чтобы дрова начали тлеть. Как только газ зажжется, котел запустится.

Для чего нужен аккумулятор тепла и как он рассчитывается

Не всем системам отопления нужен аккумулятор тепла. Но вот обладателю домов с электрическим или дровяным котлом – есть о чем задуматься.

Давайте сначала рассмотрим работу дровяного котла. Сразу бросается в глаза ярко выраженная цикличность теплообразования с чередованием различных стадий. От полного отсутствия подведения тепла при регулярной обязательной чистке камер и загрузке топки дровами, до максимальной теплоотдачи при выходе на полную мощность. И так далее — согласно установленному режиму работы системы.

Получается, что при активном горении дров тепла скорее всего выделяется с избытком, а при догорании закладки его явно не хватает. Аккумулятор тепла в такой ситуации помогает «сгладить эти синусоиды» — избыточное тепло накапливается в период активности, а при необходимости дозировано дозируется в контур отопления.

Один из самых простых вариантов обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

Электрические котлы одни из самых удобных и безопасных в использовании, предельно просты и послушны в эксплуатации. Но дороговизна электрической энергии «портит всю картину». Чтобы хоть как-то сократить расходы, наверное, есть смысл отложить эксплуатацию электрокотельного оборудования на время действия льготных тарифов — на ночь. То есть за этот промежуток времени «накачать» теплоаккумулятор теплом, а затем в течение дня постепенно расходовать созданный запас.

Кстати, наличие теплоаккумулятора — большой плюс для тех, кто собирается пользоваться альтернативными источниками. Например, при желании к нему подключается и крышный солнечный коллектор, который в погожий день может выдать весьма значительный приток тепла.

Принцип работы этой батареи не так уж и сложен — по сути, это вместительный бак, наполненный водой. Благодаря высокой теплоемкости воды она получает возможность аккумулировать тепло, которое затем рационально использует хорошо настроенная система отопления.

Но сколько нужно буферной емкости? Это надо знать хотя бы по тем причинам, чтобы предусмотреть свободное место в котельной для установки такого крупногабаритного оборудования.

Для расчета существует специальная формула, на основе которой составлен онлайн-калькулятор, который и предлагается вниманию читателей.

Пояснения к расчету

Для расчета пользователь должен указать несколько начальных значений в полях калькулятора.

Расчетное количество тепла, необходимое для полного обогрева дома. По идее, такая информация должна быть у владельцев, если они проживают в доме больше года. Если нет, то вам придется рассчитывать, и мы поможем и в этом.

Следующий параметр – это паспортная мощность существующего котла. Вы должны почувствовать разницу между этим и предыдущим значениями, так как их часто путают.
Период работы котла.

— Для твердого топлива это время прогорания дровяной закладки, известное владельцам по опыту обслуживания, то есть период, когда котел фактически отдает тепло в общую «копилку». банк».

— Для электрических — период времени, на который запрограммирована работа котла в период действия льготного ночного тарифа.

КПД котла — надо смотреть в техническом описании модели. Иногда сокращается КПД, иногда обозначается греческой буквой η.
Наконец, последние два поля калькулятора — это температурный режим системы отопления. То есть — температура в подающей трубе на выходе из котла, и в «обратке» на входе в него.

Теперь осталось только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ…» — и результат высветится в литрах и кубометрах. От этого минимального значения «пляшут» уже при выборе подходящей модели теплоаккумулятора. Такое устройство гарантированно обеспечит максимально экономичную работу системы отопления.

Тепловой аккумулятор: что это такое

Конструктивно твердотопливный аккумулятор тепла представляет собой специальную емкость с теплоносителем, который быстро нагревается при сгорании топлива в топке котла. После прекращения работы отопительного агрегата батарея отдает свое тепло, тем самым поддерживая оптимальную температуру в здании.

В сочетании с современным твердотопливным котлом аккумулятор тепла позволяет добиться почти 30% экономии топлива и повысить КПД системы. Кроме того, количество загрузок теплового агрегата можно сократить до 1 раза, а само оборудование работает на полную мощность, максимально сжигая все загруженное топливо.

Узнайте также о преимуществах пластиковых труб для отопления.

Конструкция и назначение емкостных баков

Все тепловые аккумуляторы выполнены (и это видно на многих фото или видео на нашем сайте) в виде неких буферных баков — баков, которые изолированы специальными материалами. При этом объем таких баков может достигать 350-3500 литров. Устройства могут использоваться как в открытых, так и в закрытых системах отопления.

Принцип работы системы отопления с тепловым аккумулятором

Как правило, основным отличием системы с твердотопливным котлом и тепловым аккумулятором от обычной является цикличность работы.

В частности, есть два цикла:

Произведение двух закладок топлива, сжигание его в режиме максимальной мощности. При этом все лишнее тепло не улетает «в трубу», как при традиционной схеме отопления, а накапливается в батарее;
Котел не греет, а оптимальный температурный режим теплоносителя поддерживается за счет теплоотдачи от бака. Следует отметить, что при использовании современных теплоаккумуляторов можно добиться простоя теплогенератора до 2-х суток (все зависит от теплопотерь здания и температуры наружного воздуха).

Узнайте также об особенностях процесса установки котлов отопления.

Основные функции тепловых аккумуляторов

Твердотопливный котел с тепловым аккумулятором – очень выгодный и производительный тандем, за счет которого можно сделать систему отопления более практичной, экономичной и производительной.

Аккумуляторы тепла выполняют сразу несколько функций, среди которых:

Аккумулирование тепла от котла с последующим его потреблением по требованию системы отопления. Зачастую этот фактор обеспечивается применением трехходового клапана или специальной автоматики;
Защита системы отопления от опасного перегрева;
Возможность простого соединения в одной схеме нескольких различных источников тепла;
Обеспечение работы котлов с максимальной эффективностью. Собственно эта функция появляется за счет работы техники при повышенных температурах и снижения расхода топлива;

Тепловые аккумуляторы по выбору

Стабилизация температурного режима в здании, уменьшение количества загрузок топлива в котел. При этом данные показатели достаточно значительны, что делает установку такого оборудования более эффективным и финансово выгодным решением;
Обеспечение здания горячей водой. Обязательна установка специального термостатического предохранительного клапана на выходе из бака теплоаккумулятора, так как температура воды может достигать более 85С.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла можно производить различными способами. Но, если нужно быстро произвести все расчеты, то лучше воспользоваться проверенным на практике вариантом – на 1 кВт мощности твердотопливного котла должно приходиться не менее 25 литров объема. Чем выше мощность теплотехники, тем больший объем требуется для установки батареи.

Конструктивные особенности баков

Применение теплоаккумулятора: когда необходимо оборудование

В инструкции к теплоаккумуляторам твердотопливных котлов указано, что такие агрегаты следует применять в нескольких основных случаях:

Необходимость эффективного горячего водоснабжение в больших объемах. Например, если в доме два и более санузла, большое количество кранов, то без теплоаккумуляторов не обойтись, ведь техника значительно увеличивает выработку воды без лишних финансовых затрат;
При использовании твердого топлива с разными коэффициентами тепловыделения. Благодаря этому приему удается сгладить пики горения и уменьшить количество закладок;
При необходимости в доме зарядить батареи теплом по «ночному тарифу»;
При использовании тепловых насосов. В том случае, если помимо твердотопливного котла в здании имеется еще и альтернативная система отопления, батарея поможет оптимизировать время работы компрессора установки.

Применение тепловых аккумуляторов в системах отопления ТТ

Стандартный тепловой аккумулятор (или, как его еще называют, буферный бак) представляет собой изолированную емкость (бочку), заполненную теплоносителем, используемую для аккумулирования избыточного тепла, возникающего при эксплуатации котлов ТТ. Его конструкция такова, что без особого труда можно сделать аккумулятор тепла своими руками из подручных средств. Главное – точный расчет и грамотная схема коммутации.

Основные преимущества этого элемента:

Обвязка твердотопливного котла тепловым аккумулятором позволяет экономить топливо. При работе котел нагревает теплоноситель не только в контуре отопления, но и непосредственно в баке. При выгорании топлива в камере сгорания температура теплоносителя в СО поддерживается за счет аккумулированного тепла теплоаккумулятора. Правильная изоляция и правильно подобранная мощность устройства позволяет экономить тепло в СО в течение всего дня, что значительно снижает расход топлива.
Накопительный бак позволяет значительно увеличить срок службы котельного оборудования ТТ. Благодаря буферной емкости котел ТТ работает намного меньше, в результате чего срок его службы увеличивается более чем в два раза.

Третьим, но не менее важным преимуществом можно считать безопасность котла ТТ, которую обеспечивает тепловой аккумулятор. Данная конструкция является наиболее эффективным механизмом поглощения избыточной тепловой энергии, что часто приводит к аварийным ситуациям из-за перегрева котла.

Модернизация теплоаккумулятора

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

Ниже можно разместить еще один теплообменник, работа которого будет основана на использовании солнечных коллекторов. Этот вариант подходит для пользователей, предпочитающих зеленую энергию;
Если система отопления имеет несколько контуров работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем максимально долго поддерживать температуру на вполне приемлемом уровне;
Если позволяют финансовые возможности, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал намного дороже, но сохраняет тепло гораздо лучше. Вода будет держать температуру очень долго;
Можно установить сразу несколько труб, что усложнит систему отопления, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
Допускается установка дополнительного теплообменника вместе с основным. Нагретая в нем вода будет использоваться для различных хозяйственных нужд – это достаточно удобно.

Простой аккумулятор тепла

Простейший аккумулятор тепла своими руками можно сделать по принципу работы термоса — за счет своих непроводящих тепло стенок он не дает жидкости остыть в течение длительного времени промежуток времени.

Для работы необходимо подготовить:

Бак нужной емкости (от 150 л)
Теплоизоляционный материал
Скотч
Нагревательные элементы или медные трубы
Бетонная плита

В первую очередь следует подумать о том, какой будет сама емкость. Как правило, используют любую подручную металлическую бочку. Его объем каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 литров не имеет практического смысла.

Выбранный ствол необходимо привести в порядок. Его следует очистить, удалить изнутри пыль и другой мусор, обработать места, где начала образовываться коррозия.

Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за сохранение тепла внутри как можно дольше. Минеральная вата отлично подойдет для самодельного дизайна. Обернув емкость снаружи, необходимо хорошо обмотать ее скотчем. Дополнительно поверхность покрывается листовым металлом или оборачивается фольгой.

Для того, чтобы вода внутри нагревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

Установка электронагревателей
Установка змеевика, через который будет запускаться теплоноситель

Первый вариант вполне сложный и не безопасный, поэтому от него отказались. Змеевик можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из него сгибается спираль и помещается внутрь.

В выпускаемой модели верхняя часть бочки является теплоаккумулятором — из него необходимо выпустить выходной патрубок. Снизу устанавливается еще одна труба – вход, по которому будет поступать холодная вода. Они должны быть оборудованы кранами.

Простое устройство готово к эксплуатации, но перед этим необходимо решить вопрос пожарной безопасности. Размещать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгороженной стенами.

Расчет буферной емкости

Основным критерием, по которому выбирается буферная емкость для твердотопливного котла, является ее объем, определяемый расчетным путем. Его величина зависит от таких факторов:

тепловая нагрузка на систему отопления частного дома;
мощность котла отопления;
предполагаемая продолжительность работы без помощи источника тепла.

Перед расчетом емкости теплоаккумулятора необходимо уточнить все вышеперечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, которую система потребляет в зимний период. Не следует брать для расчета максимальную мощность, это приведет к увеличению размеров бака, а значит, и к удорожанию изделия. Лучше терпеть неудобства несколько дней в году и чаще загружать топку, чем платить сумасшедшую цену за большой аккумулятор тепла, который будет использоваться нерационально. И да, это займет слишком много места.

Нормальная работа системы отопления с тепловым аккумулятором невозможна при малом запасе мощности источника тепла. В этом случае никогда не получится полностью «зарядить» батарею, так как теплогенератор должен одновременно и обогревать дом, и загружать контейнер. Помните, что подбор твердотопливного котла под обвязку с тепловым аккумулятором предполагает двойной запас по тепловой мощности.

Алгоритм расчета предлагается изучить на примере дома площадью 200 м² с временем простоя котла 8 часов. Предполагается, что вода в баке нагреется до 90 °C, а в режиме обогрева охлаждается до 40 °C. Для обогрева такой площади в самое холодное время потребуется 20 кВт тепла, а его средний расход составит около 10 кВт/ч. Это значит, что батарея должна запасать 10 кВтч х 8 ч = 80 кВт энергии. Далее расчет объема теплоаккумулятора для твердотопливного котла ведется по формуле теплоемкости воды:

м = Q / 1,163 x Δt, где:

Q — расчетное количество тепловой энергии, подлежащее накоплению, Вт;
m — масса воды в баке, кг;
Δt — разница между начальной и конечной температурами теплоносителя в баке, равная 90 — 40 = 50 °С;
163 Вт/кг °С или 4,187 кДж/кг °С – удельная теплоемкость воды.

Для рассматриваемого примера масса воды в аккумуляторе тепла составит:

м = 80000 / 1,163 х 50 = 1375 кг или 1,4 м³.

Как видим, в результате расчетов размер буферной емкости больше рекомендованного экспертом. Причина проста: для расчета были взяты неточные исходные данные. На практике, особенно при хорошей теплоизоляции дома, средний расход тепла на 200 м² площади составит менее 10 кВтч. Отсюда вывод: чтобы правильно рассчитать размеры теплоаккумулятора для твердотопливного котла, необходимо использовать более точные исходные данные по расходу тепла.

Использование материалов с фазовым переходом для хранения энергии

по:

Возобновляемые источники энергии становятся все более популярными. Однако такая энергия может быть потрачена впустую, если имеется избыток, когда она еще не нужна. Особенно актуальным примером является солнечная энергия; солнечные панели обеспечивают большую часть своей мощности в течение дня, в то время как наибольшее потребление энергии домохозяйством часто приходится на ночь.

Один из способов обойти эту проблему — хранить избыточную энергию, чтобы ее можно было использовать позже. Чаще всего это делается с большими батареями, однако это не единственная игра в городе. Материалы с фазовым переходом оказались полезным инструментом для хранения избыточной энергии и последующего ее восстановления, сохраняя энергию не в виде электричества, а в виде тепла. Давайте посмотрим, как работает эта технология, и рассмотрим некоторые из ее наиболее полезных приложений.

Кривая нагрева воды. Обратите внимание на плоские линии на кривой, где скрытая теплота должна быть преодолена, чтобы изменить фазу.

В отличие от батарей или конденсаторов, материалы с фазовым переходом хранят не энергию в виде электричества, а тепло. Это делается за счет использования уникальных физических свойств фазовых переходов — в случае перехода материала между твердой и жидкой фазами или жидкостью и газом. Когда тепловая энергия применяется к материалу, такому как вода, температура увеличивается. Однако когда жидкая вода достигает температуры, близкой к температуре кипения, происходит нечто странное.

Чем больше энергии поступает, тем выше температура. Это потому, что нужно вложить достаточно энергии, чтобы преодолеть то, что называется 9. 1015 скрытая теплота парообразования – энергия, необходимая для превращения жидкости в газ. В конце концов, когда поступает достаточно тепла, вода превращается в пар, и температура снова может повышаться. Эта скрытая теплота может сохранять значительное количество энергии в материале при относительно небольшом изменении температуры. Это скрытое тепло также существует при фазовых переходах из твердого состояния в жидкое, где оно известно как скрытая теплота плавления. Используя скрытую теплоту, можно сохранить большое количество энергии при относительно небольшом изменении фактической температуры, а доступ к ней можно получить, манипулируя фазовым переходом материала.

Пожалуй, наиболее распространенной формой хранения тепла с фазовым переходом на рынке являются грелки для рук из ацетата натрия. Эти грелки для рук содержат гель ацетата натрия в пластиковом пакете. Когда гелю придают точку зародышеобразования путем настройки металлического диска в геле, он быстро меняет фазу из перенасыщенной жидкости в твердое состояние. Такая внезапная заморозка высвобождает скрытое тепло, которое материал удерживал в своей жидкой форме, и приятно согревает руки пользователя. Позже материал можно перезарядить, нагрев грелку для рук, чтобы еще раз расплавить ацетат натрия, прежде чем дать ему осторожно остыть до комнатной температуры. Затем скрытая теплота будет удерживаться в жидкости до тех пор, пока она снова не потревожится, заставив ее снова замерзнуть.

Было изучено большое разнообразие материалов для накопления тепла за счет эффекта фазового перехода. Парафиновый воск, пожалуй, является одним из наиболее часто изучаемых благодаря фазовому переходу, происходящему в полезном диапазоне температур. Однако его низкая теплопроводность ограничивает скорость обмена энергией, снижая производительность. Гидратированные соли представляют собой еще один материал, представляющий значительный интерес, хотя и сталкивающийся с собственными проблемами. Часто такие материалы подвергаются переохлаждению. Поскольку тепло извлекается из жидкого материала, его температура падает ниже точки замерзания, при этом материал фактически не становится твердым. Без фазового перехода скрытая теплота остается в жидкости и не может быть извлечена. Кроме того, как и многие другие химические вещества в батареях, повторяющиеся циклы могут вызвать проблемы. Материал с фазовым переходом должен сохранять свои свойства в течение многих циклов, без выпадения химических веществ из раствора или коррозии, повреждающей материал или его корпус с течением времени. Многие исследования в области накопления энергии с фазовым переходом сосредоточены вокруг уточнения решений и использования добавок и других методов для решения этих основных проблем. Зачастую особенности таких материалов остаются коммерческой тайной, поскольку компании пытаются окупить затраты на исследования за счет продаж.

Ячейки Sunamp с ранним фазовым переходом для домашнего отопления — обратите внимание на входные и выходные отверстия для жидкости, которые поступают во внутренний теплообменник.

Эффект фазового перехода можно использовать различными способами для функционального хранения и экономии энергии. Тепло может быть применено к материалу с фазовым переходом, расплавив его и, таким образом, сохранив в нем энергию в виде скрытой теплоты. Избыточная электрическая энергия, например, из возобновляемых источников, может быть легко сохранена в таких материалах с фазовым переходом, поскольку можно довольно эффективно превращать электрическую энергию в тепло. Однако обратное не так просто.

Вместо этого такие устройства с фазовым переходом часто используются для более прямого вывода тепла – либо в качестве нагревателей горячей воды, либо для подачи тепловой энергии в процессы охлаждения. Часто это достигается простым пропусканием рабочей жидкости, такой как вода или хладагент, через теплообменник, контактирующий с материалом с фазовым переходом. Первый имеет широкое применение в домашних хозяйствах, сокращая расходы на отопление жилых помещений и горячую воду. Последнее больше актуально для крупных коммерческих и промышленных объектов. В частности, в таких отраслях, как виноделие и холодильное хранение, охлаждение может быть основной статьей расходов, необходимой для работы. Даже небольшой процент повышения эффективности или снижения энергопотребления может со временем принести огромную отдачу.

Различные материалы с фазовым переходом замерзают при разных температурах, что делает их пригодными для различных применений. Материалы с более низкой температурой полезны для холодильных установок, например, в этом проекте Университета Южной Австралии.

Еще одним интересным применением материалов с фазовым переходом является решение для пассивного управления теплом в зданиях. Идея состоит в том, чтобы использовать материал с фазовым переходом с температурой плавления около комфортной комнатной температуры, например, 20-25 градусов по Цельсию. Материал инкапсулирован в пластиковые маты и может быть установлен в здании в стенах и потолках вместе с изоляцией. Затем материал действует как своего рода тепловой буфер. Тепловая энергия, накапливающаяся в помещении, может поглощаться материалом с фазовым переходом, поддерживая более низкие температуры. Когда здание затем остывает, материал может выделять тепло, стабилизируя температуру. Это может быть легкий способ увеличить тепловую массу здания и уменьшить зависимость от активного охлаждения или обогрева от систем HVAC.

Фазовый материал марки BioPCM, установленный на потолке. Это используется как легкий способ добавить тепловую массу зданию, помогая поддерживать стабильную комфортную температуру без необходимости постоянного нагрева и охлаждения.

Заглядывая в будущее, может оказаться, что накопители энергии с фазовым переходом по-прежнему имеют ограниченное применение в жилых помещениях. Хотя у него могут быть преимущества, его ограниченное применение только для отопления делает его менее привлекательным, чем аккумуляторная батарея, которая может питать весь дом. Однако для промышленных процессов, таких как охлаждение и технологический нагрев, есть много возможностей для использования технологий фазового перехода в качестве дешевого и эффективного накопителя энергии. Поскольку исследования в этой области продолжаются, вполне вероятно, что мы увидим более широкое распространение этой технологии в будущем, поскольку актуальность энергосбережения в ближайшие годы возрастет.

Опубликовано в Избранное, Интерес, Оригинальное искусство, Наука, SliderTagged хранение энергии, фазовый переход, материалы фазового перехода

Установка теплового насоса своими руками – бесплатное отопление и охлаждение на всю жизнь?

Произведение искусства.

Большинству пользователей Интернета Мистер Денежный Усик известен как причудливый финансист, досрочно ушедший на пенсию, и этот блог посвящен Деньги.

Но на самом деле я не финансист — человек, который большую часть своего времени посвящает оптимизации денег. Я больше общего Life Engineer — тот, кто пытается оптимизировать все , что весело и интересно в жизни, и деньги — лишь одна из этих вещей.

Оптимизация означает получение максимальной пользы от чего-либо – будь то деньги, время, здоровье или счастье, при минимизации потерь. Это то, что позволяет нам принимать решения в духе «выиграл/выиграл» (например, то, что делает вас богаче и здоровее и счастливее), а не идти на компромиссы «выигрыш/проигрыш» (отказ от того, что вам действительно нравится, просто чтобы сэкономить или заработать больше денег)

Одной из беспроигрышных вещей для меня всегда была оптимизация моих собственных домов и зданий, чтобы они были более удобными и стильными, при этом обходясь меньшими затратами на владение и обслуживание, а также на обогрев и охлаждение. В конце концов, из всех возможных решений ваш выбор дома может оказать наибольшее влияние как на ваше финансовое, так и на эмоциональное благополучие. Получите разумный дом, который равен рядом с друзьями и работой, — и у вас отличное начало.

Так или иначе, этим прошлым летом все мои любимые факторы оптимизации, обучения, усилий, экономии дерьмовых тонн денег и сокращения количества отходов и загрязнения объединились в форме установки теплового насоса своими руками в нашем коммерческом здании в центре города, дом коворкинга MMM HQ.

Чем интересны тепловые насосы?

Тепловые насосы — это технология, которая недавно вышла в прайм-тайм и вот-вот изменит все, что касается домов, точно так же, как iPhone сделал с индустрией высоких технологий около двенадцати лет назад, и точно так же, как электромобили делают с транспортом прямо сейчас. Причина в том, что они обладают следующими фундаментальными преимуществами:

Тепловые насосы выполняют двойную функцию по обогреву и охлаждению любого здания лучше, чем наши существующие системы, но только с одним агрегатом.
Они очень просты в установке и намного дешевле в эксплуатации. Они также позволяют строить дома и здания дешевле (меньше материалов и рабочей силы).
Они устраняют большую часть мирового загрязнения, вызванного сжиганием нефти или газа для получения тепла (при условии, что вы получаете электричество из экологически чистых источников).
И да, в настоящее время они работают практически во всех климатических условиях (до -20F / -29C): технические усовершенствования разрушили старое ограничение, согласно которому они работали только в местах без настоящей зимы.

Каким образом тепловой насос волшебным образом высасывает тепло из холодного воздуха?

Тепловые насосы экономят деньги и энергию, потому что они не производят тепло напрямую, как старый электрический обогреватель плинтуса. В основном это просто , перемещающие тепло вокруг — изнутри наружу летом и снаружи внутрь зимой.

Многим эта вторая ситуация кажется волшебством, но это только из-за нашего искаженного восприятия людей — существ, которые эволюционировали в теплых тропиках планеты Земля. Действительно, даже в зимнем воздухе много тепла — если посмотреть на это глазами физики:

Каждое место на нашей питающей жизнь Земле содержит огромное количество тепловой энергии (Кельвины), а значит, часть ее легко собрать.

Таким образом, современный тепловой насос может легко всасывать тепло даже из холодного воздуха. Делается это так:

Летний и зимний режимы работы теплового насоса. Ключ ко всему — холодильникам, кондиционерам и тепловым насосам — заключается в том, что газообразный хладагент отдает тепло (нагревается), когда вы его сжимаете, и поглощает тепло (остывает), когда вы его расширяете.

Знаете, что еще делает этот точно такой же трюк? Ваш собственный МОРОЗИЛЬНИК! Эти штуки обычно поддерживают внутреннюю температуру около -10F, а это означает, что каким-то образом высасывает тепло из воздуха даже при отрицательных температурах, перекачивая его к змеевикам под ним с помощью вентилятора, обдувающего их. И если вы поместите туда руку, чтобы почувствовать этот воздушный поток, что вы почувствуете? Тепло!

Покажи мне деньги

Вот наша история счетов за газ – Фу! Наиболее важным является тот факт, что ежемесячная плата за ничего не ALONE поднялась до 40 долларов. 480 долларов в год еще до того, как вы получите хоть какое-то тепло!

Прежде чем мы перейдем к реальным деталям, посмотрите краткие цифры для теплового насоса, который я только что установил. Обратите внимание, что я живу в Колорадо, где очень жарко и умеренно холодно — примерно то, что вы ожидаете от нашего положения на полпути между Мэном и Калифорнией.

Стоимость системы, включая все материалы для установки: около 4500 долларов
Предыдущий годовой счет за газ в моем доме: 951
Наш новый годовой счет за отопление и охлаждение (оценочный): 275 9000 долларов в год экономия: $676

Годовой доход от инвестиций (ROI): 15%

Еще лучше: годовая цифра в 275 долларов за наше потребление электроэнергии — это то, что мы заплатили бы , если бы нам пришлось покупать всю нашу электроэнергию вне сети по 10 центов за кВтч. Но поскольку мы генерируем излишки энергии из нашей солнечной батареи, наша себестоимость намного меньше.

Можно даже сказать, что все наше отопление и охлаждение «бесплатны» на постоянной основе, хотя мы потратили 5000 долларов на создание солнечной установки мощностью 5,5 кВт.

Так действительно ли тепловой насос можно сделать своими руками?

Наша монтажная группа празднует окончание успешного проекта. Справедливости ради Мистер 1500 и я оба довольно опытные торговцы, но нам это показалось относительно простым проектом.

Одним словом: да, если вы достаточно компетентный мастер-сделай сам и выбираете комплект для теплового насоса, который можно сделать своими руками. Это значительно проще, чем установить газовую печь или металлическую крышу, но не так просто, как собрать мебель из ИКЕА.

Наша первая установка заняла около 16 человеко-часов основной работы (два человека работали полный день). Кроме того, я провел еще около шестнадцати пыльных часов, модернизируя воздуховоды и изготавливая нестандартные металлические формы для направления воздуха, потому что наш коворкинг был настолько стар, что оригинальные воздуховоды из асбеста и мышиного дерьма просто не стоили сохранения.

Хм.. Хорошо, да, я думаю, что я пойду дальше и заменю эти воздуховоды.

Ценность того, чтобы сделать это самостоятельно, заключается в том, что работа с печью является одной из самых больших отдачи от вашего времени в качестве домовладельца. Там, где я живу, даже замена газовой плиты + кондиционера может стоить 10 000 долларов. И хотя аппаратное обеспечение теплового насоса стоит примерно столько же, сколько обычная печь + кондиционер (4000 долларов США), компании любят брать больше за более новое оборудование (или, что еще хуже, пытаются убедить вас, что вы глупы, даже спрашивая об этом). !).

Другими словами, даже с консервативной точки зрения, при базовой установке вы экономите около 6000 долларов в обмен на 16 часов работы, что составляет солидные 375 долларов в час.

Но подождите! Не забывайте о скидках!

Даже если вы не мастер, есть несколько хороших программ, которые помогут субсидировать стоимость такого обновления. Агентство по охране окружающей среды США предлагает федеральные налоговые льготы для многих вещей, включая тепловые насосы, а местные агентства имеют свои собственные программы — например, соседний Форт-Коллинз скинет 2200 долларов на установку, подобную нашей, что может покрыть большую часть стоимости профессиональной установки.

Итак, если вы готовы перейти на тепловой насос, вам нужна либо честная компания HVAC, которая установит для вас машину по разумной цене и будет взимать с вас разумную почасовую ставку. Или вам нужно напрячь свои Денежные Усы на проекте и сделать это самостоятельно.

Конечно, я, как всегда, выбрал последний вариант, так что давайте углубимся в детали нашей установки!

Шаг первый: выбор теплового насоса

Здесь вам нужно учитывать две вещи: физический размер и тепловую мощность.

Размер и форма и форма внутренней части (обработчика воздуха) новой системы должны быть аналогичны вашей старой печи, или у вас должен быть план, как адаптировать новую печь для продувки ваших старых труб. Как вы увидите ниже, я решил сделать адаптацию.

Что касается тепловой мощности, то старая печь имела мощность «100 000 БТЕ», что является мерой количества природного газа, который она может всосать и сжечь каждый час. Поскольку его эффективность составляла всего около 75%, тепловая мощность составляла около 75 000 БТЕ (настоящими единицами здесь являются архаичные «британские тепловые единицы в час», но все, что вам действительно нужно знать, это то, что этого все еще более чем достаточно, чтобы поддерживать наши дырявое, растянутое кирпичное здание площадью 2400 квадратных футов легко согревает даже в самые холодные зимы. )

В самой экстремальной ситуации (для нас это был бы 24-часовой период, когда температура едва превышала 0 градусов по Цельсию, и обычно это случается не реже одного раза в несколько лет) я измерил, что наша старая печь работала около 8 часов. часов в день, что означает, что наши средние потери тепла непрерывно составляли около 25 000 БТЕ (75 000, умноженные на ⅓ общего количества часов в день)

Что касается охлаждения, то у нас практически не было кондиционеров. Всего несколько дрянных переносных блоков, разбросанных по всему зданию, с общей мощностью охлаждения около 20 000 БТЕ. Этого было недостаточно, чтобы победить жару в случае полностью занятого здания в день с температурой 100F.

Таким образом, решение для меня было довольно простым: самая большая комбинированная система обогрева/охлаждения Mr. Cool «Universal», для которой я начал удобно видеть рекламу Google везде, как только начал свое исследование. Эта красота хороша примерно на 60 000 BTU как на нагрев, так и на охлаждение, что также можно было бы выразить в еще более архаичной форме «5 тонн»

Поэтому я купил вариант, обведенный выше. В моем случае я разместил заказ через веб-сайт Home Depot с бесплатной опцией «доставка в магазин», но вы также можете попробовать местный Lowe’s, Alpine Home Air хорош, и Ingrams теперь продает это устройство (включая необходимые 25 футов). lineset) через Amazon.

Шаг второй: Снимите старую печь

Эта часть была довольно простой, за исключением того, что нужно было вынести этот старый железный блок из подвала.

Совет по безопасности: Убедитесь, что вы отключили подачу газа и электричества к вашей печи, прежде чем возиться с ней, а также откройте некоторые окна и включите вентилятор, чтобы удалить остатки газа, когда вы отсоединяете трубы.

Но как только вы благополучно его отключите, это так же просто, как аккуратно отвинтить, отвинтить и отрезать части старой печи (при этом бережно сохраняя существующие воздуховоды), пока вы полностью не удалите старую. Вы можете продать или подарить его на Craigslist или бесплатно сдать на завод по переработке металла.

Прощай, старая печь, пусть твоя сталь найдет новую веселую жизнь где-нибудь еще.

Шаг второй: адаптируйте воздуховод по мере необходимости

Вверху слева: коробку адаптера для выходного воздуха, которую я сделал для направления воздуха в нужные места. Справа: Сборный фильтр/блок ввода, который я купил у своего соседа (который тоже строитель). Внизу: Вы можете видеть, как эти две вещи встали на свои места вместе с горизонтально установленным устройством обработки воздуха теплового насоса.

Если вам повезет (старая печь и новый тепловой насос почти одного размера), этот шаг будет легким. Вы просто подсоединяете возвратный воздуховод к нижней части машины, а подающий воздуховод к верхней части. Однако мне не повезло.

Из-за того, что потолок в нашем подвале очень низкий, мне пришлось установить тепловой насос горизонтально (он спроектирован таким образом), а затем сделать несколько адаптеров, чтобы воздух мог течь так, как мне нужно. Кроме того, большинство наших воздуховодов разваливались, имели плохую форму и были бесполезны, поэтому я отремонтировал или заменил несколько из них, пока был в процессе. Это потребовало много работы, но моими самыми большими союзниками были огромный рулон широкой армированной серебряной ленты и простые инструменты из листового металла, такие как ножницы, угловая шлифовальная машина, саморезы, хорошая дыхательная маска, налобный фонарь и рабочие перчатки.

Вот еще один переходник, который я сделал для подачи воздуха. Изогнутая коробка ниже была спасена от старого воздуховода, но я добавил торцевую крышку и два 7-дюймовых выхода воздуха, чтобы разорвать этот поток воздуха и обслуживать две разные части здания.

Третий этап: установка нового теплового насоса

Выполняется установка воздуховода. Хорошо, я признаю, что это выглядит немного неоднородно, но это прекрасно работает! Такая работа — это компромисс между временем, стоимостью и красотой. Поскольку это старое здание, которое, вероятно, будет снесено и заменено роскошным многофункциональным жилым комплексом, когда мы его продадим, я стараюсь, чтобы все было функционально, но просто.

В элитном постоянном доме вам потребуется больше времени, чтобы сделать воздуховоды красивыми.

Помимо того, что эта штука тяжелая (наша весила около 250 фунтов), это соединение на удивление легко, если у вас есть готовые воздуховоды. Вы просто привинчиваете и герметизируете коробки из листового металла к нижней и верхней части теплового насоса. И в этот момент вы должны волноваться, потому что конец близок.

Шаг четвертый: Разместите наружный блок там, где вы хотите

Поскольку наружный блок весит еще 300 фунтов, вам понадобится высококачественная тележка и несколько ремней с храповым механизмом, а также сильный друг поблизости, который поможет вам пререкаться это на место. Ваша цель — поставить эту штуку где-нибудь рядом с вашим домом, чтобы она не мешала, но также и рядом с тем местом, где вы только что разместили вентиляционную установку в подвале. Затем вам нужен набор строк, достаточно длинный, чтобы соединить их вместе, а более короткий, как правило, лучше как по соображениям стоимости, так и по соображениям производительности (мы использовали 35-футовый колонтитул).

Мы поставили наш конденсатор на пару прочных, ровных бетонных подушек.

Шаг пятый: прокладка линии

Вам необходимо отверстие диаметром около 4 дюймов в вашем доме, чтобы пропустить изолированную линию. Поскольку наше здание построено из кирпича, мне понадобился этот сумасшедший бур для каменной кладки — надеюсь, у вас получится проще! ПРИМЕЧАНИЕ: это незавершенное изображение, позже я закрыл эти линии защитной стальной коробкой.

Линейка представляет собой пару гибких медных трубок, обернутых изоляцией. Они громоздкие, поэтому даже наш 35-футовый телевизор был упакован в БОЛЬШОЙ рулон размером с телевизионную коробку с большим экраном. Вам нужно аккуратно развернуть и выпрямить его, а затем вставить через отверстие диаметром примерно 4 дюйма, которое вы просверлите в стене вашего дома, чтобы вы могли подключить конденсатор снаружи к блоку обработки воздуха внутри.

У нас была дополнительная задача: пробить КИРПИЧНУЮ СТЕНУ толщиной восемь дюймов, поэтому мне пришлось потратить немало времени на тренировку, борясь с этой массивной бетонной коронкой, прикрепленной к низкоскоростной дрели с высоким крутящим моментом.

Скручивание комплекта трубопроводов перед выпуском газа (и затем проверка на наличие утечек). С каждой стороны линии всего две гайки.

После того, как комплект трубопроводов будет установлен, соединение будет освежающе простым: вы тщательно следуйте инструкциям, чтобы затянуть нужные гайки с помощью гаечного ключа, открыть несколько клапанов с помощью ключа Алана, и вы услышите освежающий PSSSSsssssssshhhh, когда хладагент выпущен в систему. (Это та часть, которую обычно должен делать специалист по системам ОВиКВ. Мистер Кул решает эту проблему, используя специальные клапаны и предварительно заряженные трубопроводы. Это дороже, но оно того стоит, учитывая экономию времени и труда!)

Последний этап: прокладка электрических проводов

Просверливание отверстия для электрического провода (который мы проложили в кабелепроводе, новый 40-амперный выключатель, проводка внутри блока, включая термостат, Карл празднует завершение прокладки проводки наружного блока.

Это будет варьироваться в зависимости от системы, но наша требовала следующую проводку, которую я передал моему партнеру г-ну 1500: провод калибра и добавление в коробку выключателя на 40 ампер)

Цепь 20 А/240 В к основному блоку

Стандартный шестижильный провод термостата между внутренним и наружным блоками

И, наконец, такой же провод термостата между внутренним блоком и вашим термостатом. Мы воспользовались возможностью, чтобы перейти на супер-прекрасный интеллектуальный Wi-Fi-термостат Ecobee Lite , который я теперь использую (и люблю) во всех своих проектах.

Круг Победы: Зажигай!

Он жив!

Мы тщательно выполнили все эти шаги, а затем с большой помпой включили выключатели: УСПЕХ! – Ecobee загорелся и начал показывать нам экраны настройки. После завершения мы снизили желаемую температуру в надежде испытать столь необходимое кондиционирование воздуха в этот жаркий июльский день.

И ничего не произошло. Мы побежали к внешнему блоку и обнаружили, что он просто стоит там, с горящими светодиодами, но больше ничего не происходит.

Мы оба начали потеть пулями. Неужели мы совершили глупую ошибку и купили неисправный прибор? Мы что-то напортачили при установке?

Нет, оказывается, между первой активацией и моментом, когда Мистер Кул начинает охлаждение, просто трехминутная задержка. Очень медленно и очень грациозно большие лопасти вентилятора начали вращаться, аааааааааааааааааааааааааааалально, ускоряясь, а гул компрессора был таким тихим фоном, что мне пришлось приложить к нему ухо, чтобы убедиться, что он действительно работает.

Но мальчик это когда-нибудь работало – мы забежали внутрь и обнаружили, что этот ледяной холодный воздух просто выбрасывал из семи больших вентиляционных отверстий, разбросанных по всему нашему зданию, а горячий горячий воздух теперь вырывался из наружный блок. Мы мгновенно победили летнюю жару, и все внутри приветствовали эту новую роскошь.

Эпилог, три месяца спустя: насколько хорошо это работает?

Сцена из «Необычайного события» — серии лекций и занятий на выходных с участием основателей бизнес-школы Rebel Алана и Кэти Доноган. Видео скоро будет на моем Youtube канале!
В течение оставшейся части лета мы с удовольствием тестировали эту систему, и она зарекомендовала себя как невероятная охлаждающая машина. У нас было несколько мероприятий, на которых собралось более пятидесяти горячих тел для некоторых наших деловых и общественных мероприятий, в то время как температура на улице была в 90-х годах, и мы смогли без особых усилий поддерживать комфорт.
Следующим испытанием, конечно же, будет зима. Здесь, в начале октября, у нас есть , только что свернули за угол, где зданию требовалось немного тепла, чтобы начать утро. С помощью нескольких нажатий на телефонное приложение Ecobee я смог переключить систему в режим нагрева и запустить ее. Он отлично работал – нагревал здание быстро и бесшумно.
Но я буду обновлять эту статью по мере того, как мы переходим в более прохладные времена года. Я ожидаю, что он продолжит работать просто великолепно, но будет интересно проверить и обнадежить скептиков, когда мы увидим это своими глазами.
Очень интересная деталь: сколько электроэнергии он потребляет?
Скриншоты из приложения для отслеживания энергии Emporia
Конечно, будучи МММ, я не был доволен тем, чтобы просто сидеть сложа руки и впитывать прохладный ветерок достижений. Мне нужен был последний бит данных — отчет о том, сколько энергии потреблял этот тепловой насос как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, чтобы мы могли получить более точную оценку того, сколько денег он сэкономил нам за эти годы.
Итак, я установил систему под названием Emporia Energy Monitor на печатную плату, которая в настоящее время является лучшей на рынке для такого хорошо спроектированного устройства. Это позволяет мне отслеживать и записывать все детали потока энергии — через каждую цепь в доме , если я захочу это сделать. Пока он просто присматривает за тепловым насосом.
Я обнаружил, что в режиме охлаждения Mr. Cool постоянно потребляет около 2600 Вт (примерно столько же, сколько два больших оконных кондиционера), что составляет 26 центов за час электроэнергии. Я обнаружил, что в самые жаркие дни с наибольшим количеством людей система работала около шести часов, то есть наше пиковое потребление электроэнергии составляло 9 часов.0091 всего около 1,50 доллара в день!
Для меня это было довольно примечательно — это был 35-градусный день с 50 людьми в здании, что примерно эквивалентно попытке охладить ресторан среднего размера в Техасе. Тем не менее, даже если бы мы повторяли эту экстремальную ситуацию каждый день, наш счет за кондиционирование воздуха составил бы всего около 45 долларов в месяц!
Я обнаружил, что режим нагрева был немного более жадным, с потреблением 4000 Вт или 40 центов в час. Основываясь на моих предыдущих оценках потерь тепла в самые холодные из возможных дней, мы могли бы работать около 18 часов в день, что составило бы 7,20 доллара за электроэнергию. Таким образом, если бы штаб-квартира была перемещена в чрезвычайно холодный климат и погрузилась бы в бесконечные условия 0F / -18C в течение всего месяца (что сделало бы его холоднее, чем в Дулуте, штат Миннесота, или в Оттаве, Канада), мы все равно столкнулись бы с счетом за отопление не выше, чем 210 долларов в месяц. Но в более реальных условиях для Колорадо мы могли бы ожидать около половины этого уровня потребления энергии. И конечно это только на месяц-два нашего короткого холодного сезона. В остальное время года обогрев еще проще.
Вывод: тепловые насосы — это бомба
Итак, вот оно: мы мечтали об этом много лет, наконец-то это сделали, и я очень счастлив. Это такое радость даже не иметь счета в газовой компании, и знать что эта часть наших расходов будет равна нулю, навсегда.
И, конечно же, еще лучше знать, что даже цифры стоимости электроэнергии в этой статье приведены только для вашего собственного сравнения — на самом деле мы производим более чем достаточно солнечной энергии, чтобы все это работало бесплатно только из красивых квадратов черного стекла.
No related posts.

Теплоаккумулятор своими руками — описание и изготовление!

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Конструкции теплоаккумуляторов заводского изготовления

Виды теплоаккумуляторов

Преимущества теплового аккумулятора

Функционирование устройства

Особенности конструкции теплового аккумулятора

Расчет объема теплонакопителя

Расчет по формуле

Достоинства и недостатки отопления с теплоаккумулятором

Типы отопительных систем с теплоаккумулятором и разным количеством змеевиков

Применение различных типов систем

Что представляет собой теплоаккумулятор

Место теплоаккумулятора в системе отопления

Значение устройства

Анализ конструкции теплового аккумулятора

Бак теплоаккумулятор: функции и внутреннее устройство

Что представляет собой теплоаккумулятор для котла отопления

Собираем теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

принцип работы, схемы и описание процесса.

Особенности теплоаккумулятора и для чего он нужен

Принцип работы

Возможности

Теплоаккумулятор своими руками: схемы и описание процесса

Утепление теплоаккумулятора

Как сделать теплоаккумулятор своими руками

Конструктивные особенности

Необходимость изготовления теплоаккумулятора

Недостатки теплового аккумулятора

Изготовление простого теплового аккумулятора

Рекомендации специалиста

Технология изготовления

Внутреннее наполнение

Заключительные работы

Особенности проведения подключения

Теплоаккумулятор своими руками — как изготовить и подключить?

Назначение и функциональные возможности теплового аккумулятора

Конструкции теплоаккумуляторов заводского изготовления

Расчет объема бака

Общие рекомендации по изготовлению бака

Утепление корпуса устройства

Основные выводы

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Сфера применения теплоаккумулятора

Резюмируем: В чем достоинства и недостатки использования буферных емкостей?

Виды теплоаккумуляторов

С нижним или верхним расположением

Устройство теплоаккумулятора

Ключевые функции теплонакопителей

Как собрать теплоаккумулятор своими руками

Этапы сборки теплоаккумулятора

Несколько слов о модернизации

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

Теплоаккумулятор из баллонов

Отзывы

Теплоаккумуляторы для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

Принцип работы теплоаккумулятора

Обзор моделей

Расчет мощности теплоаккумулятора

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Особенности установки и схема подключения аккумулирующей емкости

Практические советы

Аккумуляторы тепла для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

Принцип работы теплоаккумулятора

Обзор модели

Расчет емкости теплоаккумулятора

Изготовление аккумулятора тепла своими руками

Особенности установки и схема подключения накопительного бака

Практические советы

Аккумулятор тепла для твердотопливного котла своими руками

Что такое аккумулятор тепла?

Как сделать аккумулятор тепла для твердотопливного котла из бочки

Что нужно взять

Пошаговое изготовление своими руками

Еще комментарии

Видео: полезная информация о агрегате

Тепловые аккумуляторы для котла отопления своими руками: изготовление, схема, расчет

6 9 консультация

Принцип работы теплового аккумулятора

Обзор модели