Càlcul del volum de l’acumulador de calor per escalfar una casa particular

Característiques de la instal·lació d’acumuladors de calor

Tots els treballs d’instal·lació es realitzen segons un projecte aprovat prèviament d’acord amb les recomanacions del fabricant de l’equip de calefacció.

En aquest cas, cal tenir en compte les característiques del treball d’instal·lació:

1. La superfície del dipòsit d’emmagatzematge ha d’estar aïllada de la pèrdua de calor sense falles.
2. Els termòmetres s’han d’instal·lar a les canonades per on circuli aigua (sortida i entrada).
3. Els dipòsits acumuladors amb un volum superior a 500 litres en la majoria dels casos no passen per la porta. En aquests casos, haureu d’utilitzar un disseny plegable o instal·lar diverses bateries d’un volum inferior.
4. En el punt més baix del tanc, la instal·lació d’un canal de drenatge no interferirà. És útil quan cal drenar completament l’aigua.
5. Es recomana instal·lar coladors a les canonades per on entra aigua el dipòsit. Evitaran que s’incorporin grans inclusions (soldadura d’escates, minerals que han entrat al sistema, etc.).
6. Si no es proporciona cap vàlvula d’escapament d’aire a la part superior del contenidor, s’hauria d’instal·lar al punt superior del tub de sortida.
7. Cal instal·lar un manòmetre i una vàlvula de seguretat a la línia al costat de la bateria.

Si sou propietari d’una caldera de combustible sòlid i encara no heu comprat cap dispositiu d’emmagatzematge de calor, penseu-hi. No només estendreu la vida útil dels equips de calefacció, sinó que també estalvieu significativament combustible.

Funcionalitat dels acumuladors de calor

El principi de funcionament de l’equip és que durant el funcionament de la caldera, una part de la calor s’utilitza per escalfar el refrigerant del dipòsit addicional. El tanc connectat té un bon aïllament tèrmic i conserva perfectament la calor rebuda. Després d’apagar la caldera, l’aigua del sistema de calefacció es refreda i els dispositius de control activen la bomba que subministra aigua calenta del dipòsit d’emmagatzematge.

Aquests cicles continuen mentre la temperatura de l’aigua del dipòsit addicional es mantingui prou elevada. El temps total de funcionament del sistema sense engegar la caldera depèn del volum del dipòsit addicional. A la pràctica, permet escalfar habitacions de diverses hores a 2 dies.

L'acumulador de calor realitza les funcions següents:

1. Acumula calor provinent de la caldera del sistema i l’allibera amb el pas del temps per escalfar les habitacions de l’habitació.
2. Evita la possibilitat d’un sobreescalfament de la caldera eliminant l’excés de calor de l’intercanviador.
3. Permet combinar fàcilment diferents dispositius de calefacció (elèctrics, de gas, de combustible sòlid) en un sistema comú.
4. Ajuda a millorar el rendiment dels equips de calefacció, reduint el consum de combustible i millorant l’eficiència.
5. En sistemes amb calderes de combustible sòlid, permet excloure un control constant de l'estat dels equips de calefacció. Escalfant el refrigerant en un dipòsit addicional, els propietaris poden oblidar-se de la necessitat de carregar combustible constantment a la caldera.
6. És una font d’aigua calenta per a necessitats domèstiques.

Esquema del sistema de calefacció

Amb aquest exemple es pot considerar la rendibilitat d’un sistema de calefacció amb un acumulador de calor.

Suposem que hi ha instal·lada una caldera de 10 kW al sistema de calefacció. Cada 3 hores cal carregar llenya. Això no s’adapta de cap manera als plans dels propietaris. Per allargar els intervals entre càrregues, cal utilitzar una caldera de més capacitat. Però en aquest cas, l’ebullició del refrigerant és possible, ja que el sistema no tindrà temps per treure tota la calor generada.

Connectar un acumulador de calor amb una capacitat d’uns 200 litres soluciona el problema fàcilment.L’equip permet acumular 110 kW d’energia sempre que la caldera estigui carregada completament i amb freqüència. Posteriorment, la calor acumulada mantindrà una temperatura ambient confortable durant unes 10 hores. No cal carregar la caldera amb combustible durant tot aquest temps.

Què és la capacitat d’un amortidor d’acumulador de calor i el seu propòsit.

El propòsit de l’acumulador de calor (TA) serà més fàcil de descriure mitjançant diversos exemples de tasques.

La primera tasca. El sistema de calefacció es basa en una caldera de combustible sòlid. No és possible controlar constantment la temperatura del refrigerant al subministrament i llançar llenya a temps, per la qual cosa la temperatura de subministrament supera la que necessitem o disminueix per sota de la norma. Com mantenir la temperatura requerida del refrigerant?

La segona tasca. La casa s’escalfa mitjançant una caldera elèctrica. El subministrament d’electricitat és de dues tarifes. Com reduir els costos energètics reduint el consum d’energia durant el dia i augmentant a la nit?

La tercera tasca. Hi ha un sistema de calefacció en el qual la calor es genera mitjançant generadors de calor que funcionen amb diversos tipus de combustible i energia, per exemple. gas, electricitat, energia solar (captadors solars), energia terrestre (bomba de calor). Com assegurar el seu funcionament eficient sense pèrdua de calor generada, quan no n'hi hagi necessitat, tot proporcionant calor a la casa durant el període de màxim consum d'energia?

Sense entrar massa en la teoria de l’enginyeria tèrmica, per a tots els problemes es suggereix una solució en la forma d’instal·lar un dipòsit tampó al sistema, que serviria de dipòsit per al refrigerant i en el qual es mantindria la seva temperatura a una determinada temperatura. nivell. Precisament és una capacitat tampó tal com és un acumulador de calor. Per resoldre aquests problemes, l’acumulador de calor s’inclou normalment “a la ruptura” del sistema amb la formació de la caldera i els circuits de calefacció. A la figura següent es mostra un diagrama convencional de la inclusió d’un acumulador de calor al sistema de calefacció.

Fig. Esquema esquemàtic d’encesa d’un dipòsit tampó (acumulador de calor)

Les diferents maneres de connectar el dipòsit tampó al sistema de calefacció es poden trobar a l'article "Esquemes per connectar un acumulador de calor".

Actualment, els acumuladors de calor s’utilitzen més sovint en sistemes de calefacció amb calderes de combustible sòlid. En aquests sistemes, l’ús d’un acumulador de calor permet carregar combustible amb menys freqüència, per proporcionar un subministrament còmode de calor independentment de les fluctuacions de la temperatura del refrigerant a la sortida de la caldera. Sovint, els tancs amortidors s’instal·len amb calderes elèctriques per estalviar diners a causa de la reducció de la tarifa nocturna i en sistemes combinats amb l’ús simultani de calderes elèctriques i de combustible sòlid. Un acumulador de calor (TA) és útil en sistemes i en calderes de gas, especialment quan la potència mínima de calor de la caldera supera la càrrega de calor de la instal·lació. A causa dels períodes més llargs de "càrrega" del TA (escalfament del refrigerant), és possible evitar el "rellotge" de la caldera.

A més d’utilitzar-se com a dipòsit tampó, el TA realitza la funció d’un capçal de baixa pèrdua. Aquesta propietat de l'acumulador de calor és especialment demandada en sistemes amb generadors de calor que funcionen amb diferents tipus d'energia (inclosa l'alternativa). Com a regla general, aquestes fonts de calor funcionen amb suports de calor especials que no permeten barrejar-se amb altres tipus, requereixen un règim hidràulic i de temperatura únic, sovint incompatible amb els modes del circuit de calefacció (radiador, calefacció per terra radiant). Per exemple, l'interval de temperatura d'una bomba de calor sol ser

5 ° C, i en el bucle de distribució de calor el rang de temperatura pot ser molt més gran (10-20 ° C). Per separar els circuits, l’acumulador de calor es pot equipar amb intercanviadors de calor incorporats addicionals.

Esquemes de cablejat i connexió

Com a font addicional de calor, per exemple, en lloc d'una caldera elèctrica, es pot utilitzar un escalfador elèctric tubular (TEN). En la majoria dels models moderns, ja es proporciona per a la seva instal·lació mitjançant una brida o un acoblament. En instal·lar un element de calefacció a la canonada de derivació corresponent, podeu substituir parcialment la caldera elèctrica o, una vegada més, prescindir d’una caldera de combustible sòlid.

És important entendre que es tracta de diagrames de cablejat simplificats i no complets. Per garantir el control, comptabilitat i seguretat del sistema, s’instal·la un grup de seguretat al subministrament de la caldera. A més, és important tenir cura del funcionament del CO en cas de tall de subministrament elèctric, ja que no hi ha prou energia per alimentar la bomba de circulació des del termopar de calderes no volàtils. La manca de circulació del refrigerant i l’acumulació de calor a l’intercanviador de calor de la caldera provocaran molt probablement la ruptura del circuit i el buidatge d’emergència del sistema, és possible que la caldera es cremi.

Per tant, per motius de seguretat, heu de tenir cura de garantir el funcionament del sistema almenys fins que el marcador no es quedi completament. Per a això, s’utilitza un generador, la potència del qual es selecciona en funció de les característiques de la caldera i de la durada de la combustió d’un inserció de combustible.

Com es calcula el volum d’un acumulador de calor

Si es vol, és fàcil trobar mètodes per calcular el volum d’un acumulador de calor a Internet, però cap d’ells em va agradar.

Alguns "experts" recomanen multiplicar la potència màxima de la caldera existent en quilowatts per algun factor, i aquest factor en diferents llocs difereix dues vegades o més, de 25 a 50. Al meu entendre, això és una tonteria completa. Simplement perquè el resultat obtingut no té res a veure amb la vostra llar particular ni amb els vostres desitjos de la freqüència amb què voleu escalfar la caldera.

Una tècnica normal té en compte tots els factors: el clima de la vostra zona i l’aïllament tèrmic de la casa i les vostres idees sobre comoditat. De manera amistosa, aquest càlcul també s’haurà de dur a terme moltes vegades per a diferents condicions de temperatura i seleccionar el volum màxim de l’acumulador de calor. I, per cert, la potència de la caldera en el mètode correcte s’obté com a resultat dels càlculs i no segons el principi “què era, es va lliurar així”. Però tot això és bastant complicat i és més adequat per a caldereries i no per a cases particulars.

Ho vaig fer molt més fàcil. Vaig fer el càlcul de l’acumulador de calor d’una caldera de combustible sòlid de la següent manera.

1. Cal estimar la quantitat de calor necessària per la casa per dia. Aquesta és la part més difícil i responsable de la feina. Una vegada més, podeu aprofundir en els càlculs (en els llibres de text per a universitats de construcció, podeu trobar totes les tècniques necessàries).Però, si és possible, és més fàcil i fiable fer una mesura directa, simplement escalfant la casa en temps fred i mesurant la quantitat de combustible que s’utilitza. La meva casa és relativament petita, una mica menys de 100 metres quadrats. m, i força càlid. Per tant, va resultar que a una temperatura exterior d’uns 0 graus, per mantenir una temperatura confortable, es requereixen 50 kW * h amb un marge sòlid, per a - 10 graus - 100 kW * h, per a - 20 graus - 150 kW * h.
2. Triar una caldera és molt senzill. Les calderes més habituals tenen una potència d’uns 25 kW i a partir d’una càrrega màxima donen aquesta potència durant unes 3 hores. Per tant, un encès dóna uns 75 kWh de calor. Per a la temperatura zero, per tant, fins i tot una càrrega completa serà massa per a mi. I durant -20 graus, n’hi haurà prou amb escalfar dues vegades al dia. Estava força satisfet amb aquesta opció.
3. Ara el volum real de l’acumulador de calor. La capacitat tèrmica de l’aigua és de 4,2 kJ per litre i grau. la temperatura màxima a l’acumulador de calor és de 95 graus, la temperatura confortable de l’aigua del sistema de calefacció és de 55 graus. És a dir, 40 graus de diferència. En altres paraules, 1 litre d’aigua en un acumulador de calor pot emmagatzemar 168 kJ de calor, o 46 Wh. I 1000 litres, respectivament - 46 kWh. D’això se’n desprèn que per mantenir la calor d’una càrrega completa de la caldera, necessito un acumulador de calor per 1500 litres. Tot això amb un marge. De fet, triga una mica menys, però després d’estudiar els preus dels tancs amortidors, vaig decidir ignorar-ho.

Aquest càlcul significa que en gelades severes he d’escalfar la caldera dues vegades al dia i en gelades molt severes l’he d’escalfar tres vegades. A més, s’ha de fer de manera uniforme durant tot el dia: al matí i al vespre o al matí, al començament del vespre i abans d’anar a dormir. I quan no hi ha glaçades grans, escalfo la caldera només una vegada, a qualsevol hora del dia.

Per descomptat, si instal·leu un acumulador de calor encara més gran, podeu fer la vostra vida encara més còmoda. Però aquí ja ens hem d’enfrontar al fet que un gran barril necessita molt d’espai.

Considerem un exemple de càlcul per a dues tasques.

Descarregueu el fitxer Excel per fer un càlcul ràpid de l'acumulador de calor dels vostres paràmetres: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Hi ha dues tasques per calcular un acumulador de calor:

Una sèrie de videotutorials en una casa privada
Part 1. On perforar un pou? Part 2. Disposició d'un pou per a l'aigua Part 3. Col·locació d'una canonada d'un pou a una casa Part 4. Subministrament automàtic d'aigua
Subministrament d'aigua
Proveïment d'aigua de la casa privada. Principi de funcionament. Esquema de connexió Bombes de superfície autoadhesives. Principi de funcionament. Esquema de connexió Càlcul d’una bomba autoadaptadora Càlcul de diàmetres d’un subministrament d’aigua central Estació de bombament d’abastament d’aigua Com triar una bomba per a un pou? Configuració del pressostat Presupost de circuit elèctric Principi de funcionament de l’acumulador Pendent de clavegueram per 1 metre SNIP Connexió d’un tovalloler escalfat
Esquemes de calefacció
Càlcul hidràulic d'un sistema de calefacció de dues canonades Càlcul hidràulic d'un sistema de calefacció associat a dues canonades Bucle de Tichelman Càlcul hidràulic d'un sistema de calefacció de canonada simple Càlcul hidràulic d'una distribució radial d'un sistema de calefacció Esquema amb una bomba de calor i una caldera de combustible sòlid - lògica de treball Vàlvula de tres vies de valtec + capçal tèrmic amb un sensor remot Per què el radiador de calefacció d'un edifici d'apartaments no escalfa bé? casa Com connectar una caldera a una caldera? Opcions de connexió i diagrames de recirculació d’ACS. Principi d’operació i càlcul No es calcula correctament la fletxa i els col·lectors hidràulics Càlcul hidràulic manual de calefacció Càlcul d’un sòl d’aigua tèbia i unitats de mescla Vàlvula de tres vies amb servomotor per a ACS Càlculs d’ACS, BKN. Trobem el volum, la potència de la serp, el temps d’escalfament, etc.
Constructor de subministrament d’aigua i calefacció
Equació de Bernoulli Càlcul del subministrament d'aigua per a edificis d'apartaments
Automatització
Com funcionen els servos i les vàlvules de tres vàlvules Vàlvula de tres vies per redirigir el flux del medi de calefacció
Calefacció
Càlcul de la potència calorífica dels radiadors de calefacció Secció del radiador El creixement excessiu i els dipòsits a les canonades empitjoren el funcionament del sistema de subministrament i calefacció d’aigua Les noves bombes funcionen de manera diferent ... connecteu un dipòsit d’expansió al sistema de calefacció? Resistència de la caldera Diàmetre de tub de bucle de Tichelman Com triar un diàmetre de canonada per escalfar Transferència de calor d'una canonada Escalfament gravitacional a partir d'una canonada de polipropilè Per què no els agrada la calefacció d'un tub? Com estimar-la?
Reguladors de calor
Termòstat d'ambient: com funciona
Unitat de mescla
Què és una unitat de mescla? Tipus d'unitats mescladores per a calefacció
Característiques i paràmetres del sistema
Resistència hidràulica local. Què és CCM? Rendiment Kvs. Què és això? Bullir aigua a pressió: què passarà? Què és la histèresi en temperatures i pressions? Què és la infiltració? Què són DN, DN i PN? Els lampistes i els enginyers han de conèixer aquests paràmetres. Significats hidràulics, conceptes i càlcul de circuits de sistemes de calefacció Coeficient de cabal en un sistema de calefacció d’una canonada
Vídeo
Calefacció Control automàtic de la temperatura Recàrrega senzilla del sistema de calefacció Tecnologia de calefacció. Emmurallament. Calefacció per terra radiant Bomba Combimix i unitat de mescla Per què escollir la terra radiant? Terra d'aïllament tèrmic VALTEC. Seminari de vídeo Tub per a calefacció per terra radiant: què triar? Sòl d'aigua calenta: teoria, avantatges i desavantatges Col·locació d'un sòl d'aigua tèbia: teoria i regles Sòls càlids en una casa de fusta. Terra seca i càlida. Warm Water Floor Pie: Teoria i càlcul Notícies per a lampistes i enginyers de fontaneria Encara esteu fent el hack? Primers resultats del desenvolupament d'un nou programa amb gràfics tridimensionals realistes Programa de càlcul tèrmic. El segon resultat del desenvolupament del programa 3D Teplo-Raschet per al càlcul tèrmic d’una casa mitjançant estructures tancades Resultats del desenvolupament d’un nou programa per al càlcul hidràulic Anells secundaris primaris del sistema de calefacció Una bomba per radiadors i calefacció per terra radiant Càlcul de la pèrdua de calor a casa: orientació de la paret?
Normativa
Requisits normatius per al disseny de sales de calderes Denominacions abreujades
Termes i definicions
Soterrani, soterrani, planta Calefaccions
Subministrament d’aigua documental
Fonts de subministrament d’aigua Propietats físiques de l’aigua natural Composició química de l’aigua natural Contaminació bacteriana de l’aigua Requisits de qualitat de l’aigua
Recull de preguntes
És possible col·locar una sala de calderes de gas al soterrani d'un edifici residencial? És possible connectar una sala de calderes a un edifici residencial? És possible col·locar una sala de calderes de gas al terrat d'un edifici residencial? Com es divideixen les sales de calderes segons la seva ubicació?
Experiències personals d’enginyeria hidràulica i tèrmica
Introducció i coneixement. Part 1 Resistència hidràulica de la vàlvula termostàtica Resistència hidràulica del matràs del filtre
Curs de vídeo Programes de càlcul
Technotronic8 - Programari de càlcul hidràulic i tèrmic Auto-Snab 3D - Càlcul hidràulic en espai 3D
Materials útils Literatura útil
Hidrostàtica i hidrodinàmica
Tasques de càlcul hidràulic
Pèrdua de cap en una secció de canonada recta Com afecta la pèrdua de cap al cabal?
miscel·lània
Subministrament d’aigua propi d’una casa privada Subministrament d’aigua autònom Esquema d’abastiment d’aigua autònom Esquema d’abastament d’aigua automàtic Esquema d’abastament d’aigua per a una casa privada
Política de privacitat

Avantatges i inconvenients

Un sistema de calefacció amb un acumulador de calor, en el qual una planta de combustible sòlid serveix com a font de calor, té molts avantatges:

• Millorant les condicions de confort a la casa, ja que després de cremar el combustible, el sistema de calefacció continua escalfant la casa amb aigua calenta del dipòsit. No cal aixecar-se a mitja nit i carregar una porció de llenya a la llar de foc.
• La presència d’un recipient protegeix la jaqueta d’aigua de la caldera de l’ebullició i la destrucció. Si l’electricitat es talla sobtadament o els caps termostàtics instal·lats als radiadors tallen el refrigerant a causa de la temperatura desitjada, la font de calor escalfarà l’aigua del dipòsit. Durant aquest temps, es pot reprendre el subministrament d’electricitat o iniciar el generador de gasoil.
• S’exclou el subministrament d’aigua freda des de la canonada de retorn a l’intercanviador de calor de ferro colat en calent després d’un inici sobtat de la bomba de circulació.
• Els acumuladors de calor es poden utilitzar com a separadors hidràulics al sistema de calefacció (fletxes hidràuliques). Això fa que el funcionament de totes les branques del circuit sigui independent, cosa que suposa un estalvi addicional en energia tèrmica.

El cost més elevat d’instal·lar tot el sistema i els requisits per a la col·locació d’equips són els únics inconvenients de l’ús de dipòsits d’emmagatzematge. No obstant això, aquestes inversions i inconvenients seran seguits de costos operatius mínims a llarg termini.

Nosaltres recomenem:

Com fer calefacció en una casa privada: una guia detallada Com triar un dipòsit d’expansió per a un sistema de calefacció Com triar i connectar un tanc d’expansió de membrana

Esquema de separació hidràulica

Un altre esquema de connexió més complex, implica un subministrament ininterromput d’electricitat. Si això no és possible, cal proporcionar connexió a la xarxa mitjançant una font d'alimentació ininterrompuda. Una altra opció és fer servir centrals elèctriques de gasoil o gasolina. En el cas anterior, la connexió de l’acumulador de calor a la caldera de combustible sòlid era independent, és a dir, el sistema podia funcionar per separat del tanc. En aquest esquema, l’acumulador actua com a dipòsit tampó (separador hidràulic). Al circuit primari s’incorpora una unitat de mescla especial (LADDOMAT) a través de la qual circula aigua quan s’activa la caldera.

Connectar un acumulador de calor a una caldera de combustible sòlid

Elements del bloc:

• bomba de circulació;
• vàlvula termostàtica de tres vies;
• vàlvula de retenció;
• dipòsit;
• Vàlvules de bola;
• dispositius de control de temperatura.

Diferències respecte a l'esquema anterior: tots els dispositius es munten en un bloc i el refrigerant va al dipòsit i no al sistema de calefacció. El principi de funcionament de la unitat d'agitació es manté sense canvis. Aquesta canonada d’una caldera de combustible sòlid amb un acumulador de calor us permet connectar tantes branques de calefacció com vulgueu a la sortida del tanc. Per exemple, per alimentar radiadors i sistemes de calefacció per terra o aire. A més, cada branca té la seva pròpia bomba de circulació. Tots els circuits estan separats hidràulicament, l'excés de calor de la font s'acumula al dipòsit i s'utilitza quan cal.

Càlcul de la capacitat de l’acumulador de calor

La metodologia de càlcul pot ser diferent segons l’esquema d’aplicació. Aquí teniu un gràfic aproximat de càlcul:

1. Determinació de la càrrega màxima de combustible. Per exemple, la llar de foc té 20 kg de llenya. 1 kg de llenya és capaç d’alliberar 3,5 kWh d’energia. Així, quan es crema un marcador de llenya, la caldera donarà 20 3,5 = 70 kWh de calor. El temps que triga a cremar un marcador complet es pot determinar empíricament o calcular-se. Si la potència de la caldera és, per exemple, de 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Temperatura del portador de calor al sistema de calefacció. Si el sistema ja està instal·lat, n’hi ha prou amb mesurar la temperatura a l’entrada i sortida i determinar la pèrdua de calor.
3. Determinació de la freqüència de descàrrega desitjada. Per exemple, la càrrega és possible al matí i al vespre, però no és possible donar servei a la caldera durant el dia i la nit.

Càlcul de l’acumulador de calor

Si, per exemple, la pèrdua de calor de l'habitació és de 6,7 kW per hora, serà de 160 kW per dia. En aquest exemple, això suposa una mica més de dos ompliments de combustible. Tal com es va definir anteriorment, una pestanya de llenya es crema durant unes 3 hores, alliberant 70 kWh d’energia tèrmica.

La necessitat d’escalfar l’habitatge és de 6,7 3 = 20,1 kWh, la reserva del dipòsit d’emmagatzematge serà de 70-20,1 = 49,9, és a dir, aproximadament 50 kWh. Aquesta energia serà suficient durant un període de 50: 6,7, és a dir, aproximadament 7 hores, cosa que significa que es necessiten dos aperitius complets i un incomplet al dia.

Basant-nos en aquests càlculs, tenint en compte diverses opcions, ens aturarem en això: a les 23 hores es fa una càrrega incompleta, a les 6.00 i a les 18.00 - plena. Si dibuixeu un gràfic del nivell de càrrega de l’acumulador de calor, podreu veure que la càrrega màxima cau en 60 kWh a les 9 del matí.

Com que 1 kWh = 3600 kJ, la reserva hauria de ser de 60 3600 = 216000 kJ d’energia tèrmica. La reserva de temperatura (la diferència entre l’indicador màxim d’aigua i el cabal requerit) és de 95-57 = 38 ° С. Capacitat calorífica de l'aigua 4.187 kJ. Així, 216000 / (4.18738) = 1350 kg. En aquest cas, el volum requerit de l’acumulador de calor serà d’1,35 m3.

L'exemple considerat dóna una idea general de com es calcula la capacitat del dipòsit d'emmagatzematge. En cada cas, cal tenir en compte les peculiaritats del sistema de calefacció i les condicions del seu funcionament.

Característiques de la instal·lació d’un acumulador de calor

Abans d’instal·lar l’equip, s’ha d’elaborar un disseny detallat. Cal tenir en compte tots els requisits dels fabricants d’equips de calefacció. En instal·lar el dipòsit d’emmagatzematge, s’han de respectar les regles següents:

• La superfície del contenidor ha de tenir un aïllament tèrmic fiable.
• Els termòmetres s’han d’instal·lar a l’entrada i sortida per controlar la temperatura de l’aigua.
• La majoria dels tancs volumètrics no caben a la porta. Si no és possible introduir el tanc abans de finalitzar la construcció, haurà d'utilitzar una versió plegable o diversos tancs més petits.
• Es recomana un filtre gruixut a la canonada d’entrada.
• A prop del tanc s’ha d’instal·lar una vàlvula de seguretat i un manòmetre. També hi hauria d’haver una vàlvula de sortida d’aire al propi tanc.
• Ha de ser possible drenar l'aigua del dipòsit.

L’ús d’un acumulador de calor en un sistema amb caldera de combustible sòlid augmenta l’eficiència del generador de calor i la seva vida útil, i també permet un consum de combustible més econòmic. La possibilitat d’una càrrega de combustible més rara fa que l’ús de la caldera de calefacció sigui més convenient per al consumidor. El càlcul de la capacitat requerida del dipòsit d’emmagatzematge ha de tenir en compte el tipus de caldera, les característiques del sistema de calefacció i les condicions del seu funcionament.

Tot i la senzillesa del dispositiu i els avantatges evidents d’utilitzar acumuladors de calor, aquest tipus d’equips encara no són molt habituals. En aquest article intentarem parlar de què és un acumulador de calor i dels avantatges que aporta amb el seu ús en sistemes de calefacció.

Triar un acumulador de calor

Elecció de TA a l'hora de dissenyar un sistema de calefacció. Els enginyers de calefacció us ajudaran a triar l’acumulador de calor adequat. Però, si és impossible utilitzar els seus serveis, haureu de triar vosaltres mateixos. Això no és difícil de fer.

Acumulador de calor per a caldera de combustible sòlid

Els criteris principals per a la selecció d’aquest dispositiu es consideren els següents

:

• pressió al sistema de calefacció;
• el volum del tanc tampó;
• dimensions i pes externs;
• equipar amb intercanviadors de calor addicionals;
• la possibilitat d’instal·lar dispositius addicionals.

La pressió (pressió) de l’aigua del sistema de calefacció és l’indicador principal. Com més alt és, més càlid fa a la sala climatitzada. Donat aquest paràmetre, a l’hora d’escollir un acumulador de calor per a les calderes de combustible sòlid, es presta atenció a la pressió màxima que pot suportar.L'acumulador de calor per a una caldera de combustible sòlid que es mostra a la foto és d'acer inoxidable i pot suportar una pressió d'aigua elevada.

Volum de memòria intermèdia. La capacitat d’emmagatzemar calor per al sistema de calefacció durant el funcionament en depèn. Com més gran sigui, més calor s’acumularà al contenidor. Aquí heu de tenir en compte que no té sentit augmentar el límit fins a l’infinit. Però si l’aigua és inferior a la norma, el dispositiu simplement no farà la funció d’acumulació de calor que se li assigna. Per tant, per a l’elecció correcta d’un acumulador de calor, caldrà calcular la seva capacitat de memòria intermèdia. Es mostrarà una mica més tard com es realitza.

Dimensions i pes externs. Aquests també són indicadors importants a l’hora de triar un TA. Sobretot en una casa ja construïda. Quan s'hagi fet el càlcul de l'acumulador de calor per a la calefacció, s'ha realitzat el lliurament al lloc d'instal·lació, pot haver-hi un problema amb la instal·lació mateixa. En termes de dimensions generals, és possible que simplement no s’adapti a una obertura de porta estàndard. A més, s’instal·len TA de gran capacitat (a partir de 500 litres) sobre una base independent. Un dispositiu massiu ple d’aigua serà encara més pesat. Cal tenir en compte aquests matisos. Però és fàcil trobar una sortida. En aquest cas, es compren dos acumuladors de calor per a calderes de combustible sòlid amb un volum total de dipòsits tampó igual al calculat per a tot el sistema de calefacció.

Equipat amb intercanviadors de calor addicionals. Si no hi ha un sistema d’ACS a la casa, el seu propi circuit de calefacció d’aigua a la caldera, és millor comprar immediatament un TA amb intercanviadors de calor addicionals. Per a les persones que viuen a les regions del sud, serà útil connectar un col·lector solar a un TA, que es convertirà en una font de calor addicional gratuïta a la casa. Un simple càlcul del sistema de calefacció mostrarà quants intercanviadors de calor addicionals és desitjable tenir a l’acumulador de calor.

Possibilitat d’instal·lar dispositius addicionals. Això implica la instal·lació d’elements calefactors (escalfadors elèctrics tubulars), instrumentació (instrumentació), vàlvules de seguretat i altres dispositius que garanteixin el funcionament ininterromput i segur del dipòsit tampó al dispositiu. Per exemple, en cas d’amortiment d’emergència de la caldera, la temperatura del sistema de calefacció es mantindrà mitjançant elements calefactors. Segons el volum de calefacció del local, és possible que no creïn una temperatura confortable, però evitaran definitivament el descongelament del sistema. La presència d’instrumentació us permetrà prestar atenció a temps a possibles mal funcionaments del sistema de calefacció.

Important. Quan escolliu un acumulador de calor per escalfar-vos, concentreu-vos en el seu aïllament tèrmic. La conservació de la calor obtinguda en depèn.

Aplicació d’acumuladors de calor

Hi ha diversos mètodes per calcular el volum d’un tanc. L’experiència pràctica demostra que, de mitjana, es necessiten 25 litres d’aigua per cada quilowatt d’equips de calefacció. L'eficiència de les calderes de combustible sòlid, que inclou un sistema de calefacció amb un acumulador de calor, augmenta fins al 84%. En anivellar els pics de combustió, s’estalvien fins a un 30% dels recursos energètics.

Quan s’utilitzen dipòsits per al subministrament d’aigua calenta sanitària, no hi ha interrupcions durant les hores punta. A la nit, quan les necessitats es redueixen a zero, el refrigerant del dipòsit acumula calor i al matí torna a proporcionar totes les necessitats completament.

L'aïllament tèrmic fiable del dispositiu amb poliuretà escumat (escuma de poliuretà) ajuda a mantenir la temperatura. A més, és possible instal·lar elements calefactors, cosa que ajuda a "recuperar" la temperatura desitjada en cas d'emergència.

Vista en secció de l’acumulador de calor

Es recomana emmagatzemar calor en els casos següents:

• gran necessitat de subministrament d’aigua calenta. En una casa rural, on viuen més de 5 persones i hi ha instal·lats dos banys, aquesta és una manera real de millorar les condicions de vida;
• quan s’utilitzen calderes de combustible sòlid.Els acumuladors suavitzen el funcionament dels equips de calefacció a l’hora de càrrega més gran, eliminen l’excés de calor, eviten que bullin i també augmenten el temps transcorregut entre l’ompliment de combustible sòlid;
• quan s'utilitza energia elèctrica a tarifes separades per al dia i la nit;
• en els casos en què s’instal·lin bateries solars o eòliques per emmagatzemar energia elèctrica;
• quan s’utilitzen bombes de circulació al sistema de subministrament de calor.

Aquest sistema és perfecte per a habitacions amb calefacció per radiadors o terres radiants. Els seus avantatges són que és capaç d’emmagatzemar energia de diferents fonts. El sistema d'alimentació combinat us permet escollir l'opció més òptima per generar calor durant un període de temps determinat.

Característiques del disseny de l’acumulador de calor

El dispositiu és un contenidor cilíndric d’acer inoxidable o acer negre. Les dimensions del contenidor depenen del seu volum, que varia de diversos centenars a desenes de milers de litres. A causa dels grans volums, aquest dispositiu és difícil de col·locar en una sala de calderes existent, de manera que sovint s’ha de completar. Hi ha models amb aïllament tèrmic de fàbrica i contenidors sense aquest.

A l’hora d’instal·lar l’acumulador de calor, cal tenir en compte que el gruix de l’aïllament és de 10 cm. Després, es posa una carcassa de cuir a la part superior del tanc. Dins del dipòsit hi ha un refrigerant que, quan es crema combustible a la caldera, s’escalfa ràpidament i reté la calor durant molt de temps a causa d’una capa d’aïllament. Després d’aturar el funcionament de la caldera, l’acumulador emet la calor a l’habitació, escalfant-la. Per aquest motiu, no caldrà encendre la caldera tan sovint com abans.

Segons el seu disseny, les capacitats de l’acumulador de calor són:

• amb una caldera situada a l'interior. Aquest disseny es va crear per proporcionar a l’habitatge aigua calenta procedent d’una font autònoma;
• amb un o dos bescanviadors de calor;
• buit (sense refrigerant).

Es proporcionen forats roscats per connectar el dispositiu d’emmagatzematge a la caldera i al sistema de calefacció de la casa.

Antecedents

Va passar que fa un temps vaig comprar una casa privada a certa distància de la civilització. La llunyania de la civilització es determina principalment pel fet que allà no hi ha gas. I la potència permesa de la connexió elèctrica no proporciona la capacitat tècnica per escalfar la casa amb electricitat. L’única font real de calor a l’hivern és l’ús de combustibles sòlids. Dit d’una altra manera, la casa estava equipada amb una estufa que l’antic propietari escalfava amb llenya i carbó.

Si algú té experiència utilitzant els fogons, no cal que expliqui que aquesta activitat requereix un control constant. Fins i tot en un clima no massa fred, és impossible posar llenya una vegada a l'estufa i "oblidar-se'n". Si hi poseu massa fusta, la casa s’escalfarà. I després que es cremi el combustible, la casa es refredarà ràpidament de totes maneres. Volent-no voler, per mantenir una temperatura confortable, cal afegir constantment una mica de llenya. I en cas de gelades severes, el forn no es pot deixar sense vigilància ni durant 3-4 hores. Si no voleu despertar-vos en una cambra frigorífica al matí, tingueu l’amabilitat d’anar a l’estufa almenys un cop per nit ...

Per descomptat, no tenia ganes de treballar com a bomber. I així vaig començar immediatament a pensar en una manera més còmoda d’escalfar. Per descomptat, si fos impossible utilitzar gas o electricitat, només es podria convertir en un sistema modern de calefacció de combustible sòlid, que consisteix en una caldera de combustible sòlid, un acumulador de calor i l’automatització més senzilla per engegar i apagar la bomba de recirculació.

Per què és millor una caldera moderna que una estufa convencional? Ocupa molt menys espai, es pot posar més combustible, proporciona una millor combustió d’aquest combustible a la màxima càrrega i, teòricament, es pot utilitzar per deixar la major part de la calor de la casa i no deixar-lo anar a la xemeneia.Però, a diferència d’una estufa, una caldera de combustible sòlid és pràcticament impossible d’utilitzar sense un acumulador de calor. Estic escrivint sobre això amb tant de detall, perquè conec moltes persones que han intentat escalfar una casa amb aquestes calderes, connectant-les directament a les canonades de calefacció. No van fer res de bo.

Què és un acumulador de calor o, com també se’n diu, un dipòsit tampó? En el cas més senzill, es tracta només d’un gran barril d’aigua, les parets del qual estan ben aïllades. La caldera escalfa l’aigua d’aquest barril en dues o tres hores de funcionament. I després, aquesta aigua calenta circula pel sistema de calefacció fins que es refreda. A mesura que es refreda, caldrà tornar a engegar la caldera. Qualsevol soldador pot fer fàcilment l’acumulador de calor més senzill. Però, després d’una breu reflexió, vaig abandonar aquesta idea i en vaig comprar una ja feta. Com que visc a Ucraïna, em vaig adreçar a això i no em vaig lamentar mai: aquí els tancs d’acumulació es fabriquen de manera professional i molt eficient.

Segons el volum de l’acumulador de calor, la potència de la caldera i la quantitat de calor que necessiti la casa, la caldera s’ha d’escalfar no constantment, sinó una o dues vegades al dia, o fins i tot un cop cada dos o tres dies.

Càlcul del volum del dipòsit tampó de la caldera

La solució més òptima a aquest problema serà l’assignació de la seva implementació als enginyers de calefacció. El càlcul del volum de l’acumulador de calor per a tot el sistema de calefacció d’una casa particular requereix tenir en compte diversos factors que només ells coneixen. Malgrat això, els càlculs preliminars es poden fer de forma independent. Per a això, a més dels coneixements generals de física i matemàtiques, necessitareu una calculadora i un full de paper en blanc.

Trobem les dades següents

:

• potència de la caldera, kW;
• temps de combustió de combustible actiu;
• potència tèrmica per escalfar la casa, kW;
• Eficiència de la caldera;
• temperatura a la canonada de subministrament i "retorn".

Considerem un exemple de càlcul preliminar. La superfície escalfada és de 200 m 2. El temps de combustió activa de la caldera és de 8 hores, la temperatura del refrigerant durant la calefacció és de 90 ° C, al circuit de retorn és de 40 ° C. La potència tèrmica estimada de les habitacions climatitzades és de 10 kW. Amb aquestes dades inicials, el dispositiu de calor rebrà 80 kW (10 × 8) d’energia.

Calculem la capacitat tampó d’una caldera de combustible sòlid per la capacitat tèrmica de l’aigua

:

on: m és la massa d’aigua del dipòsit (kg); Q és la quantitat de calor (W); ∆t és la diferència entre la temperatura de l’aigua a les canonades de subministrament i de retorn (° С); 1,163 és la capacitat calorífica específica de l’aigua (W / kg ° С) ...

Càlcul de la capacitat tampó d’una caldera de combustible sòlid

En substituir els números de la fórmula, obtenim 1375 kg d’aigua o 1,4 m 3 (80.000 / 1.163 × 50). Així, per a un sistema de calefacció d’una casa amb una superfície de 200 m 2, cal instal·lar un TA amb una capacitat d’1,4 m 3. Sabent aquesta xifra, podeu anar amb seguretat al magatzem i veure quin acumulador de calor és acceptable.

Les dimensions, el preu, l’equip i el fabricant ja són fàcilment identificables. Comparant els factors coneguts, no és difícil fer una selecció preliminar d’un acumulador de calor per a una llar. Aquest càlcul és rellevant en el cas que, quan es construeixi la casa, el sistema de calefacció ja estigui instal·lat. El resultat del càlcul mostrarà si és necessari desmuntar les portes a causa de les dimensions del TA. Després d’avaluar la possibilitat d’instal·lar-lo en un lloc permanent, es fa el càlcul final de l’acumulador de calor de la caldera de combustible sòlid instal·lada al sistema.

Després de recollir dades sobre el sistema de calefacció, realitzem càlculs mitjançant la fórmula

:

on: W és la quantitat de calor necessària per escalfar el refrigerant; m és la massa d’aigua; c és la capacitat calorífica; ∆t és la temperatura de l’escalfament de l’aigua;

A més, necessiteu el valor de k: l’eficiència de la caldera.

A partir de la fórmula (1) trobem la massa: m = W / (c × ∆t) (2)

Com que es coneix l’eficiència de la caldera, refinem la fórmula (1) i obtenim W = m × c × ∆t × k (3) a partir de la qual trobem la massa d’aigua actualitzada m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Vegem com es calcula un acumulador de calor per a una llar. Al sistema de calefacció s’instal·la una caldera de 20 kW (indicada a les dades del passaport). La pestanya de combustible es crema en 2,5 hores. La calefacció d’una casa requereix 8,5 kW / 1 hora d’energia. Això significa que durant la crema d'un marcador, s'obtindrà 20 × 2,5 = 50 kW

La calefacció de l’espai consumirà 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

L’excés de calor produït entre 50 i 21,5 = 28,5 kW s’emmagatzema al TA.

La temperatura a la qual s'escalfa el refrigerant és de 35 ° C. (La diferència de temperatura en les canonades d'alimentació i de retorn. Determinada per mesura durant el funcionament del sistema de calefacció). En substituir els valors buscats per la fórmula (4), obtenim 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Aquesta xifra significa que per emmagatzemar la calor generada per la caldera cal tenir 875 kg de portador de calor. Per fer-ho, necessiteu un dipòsit tampó per a tot el sistema amb un volum de 0,875 m 3. Aquests càlculs lleugers faciliten l'elecció d'un acumulador de calor per a calderes de calefacció.

Consells. Per a un càlcul més precís del volum del tanc tampó, és millor contactar amb un especialista.

Calculadora en línia

* Si la calculadora mostra 0 (zero), vol dir que no teniu excés d’energia acumulable.

Es tracta d’una xifra aproximada, el més a prop possible de la realitat, sense tenir en compte variables com: tipus de combustible, eficiència de la caldera, eficiència energètica de l’edifici.

Explicacions

Potència de la caldera segons el passaport: cada fabricant ho indica a partir de la documentació de l’equip. Si la caldera es va fabricar independentment i es desconeix la seva potència, es pot determinar aproximadament empíricament. Per a una casa amb una superfície de 100 m2, n’hi ha prou amb una caldera de 10 kW... Si la vostra unitat fa front a la tasca d'escalfar la vostra casa, amb una càrrega mitjana del forn, agafeu l'àrea d'aquesta habitació com a valor principal i determineu la potència. Heu d’entendre que es tracta de dades molt mitjanes, excloent la pèrdua de calor, l’eficiència energètica de l’edifici, etc.

La potència que necessiteu per escalfar la vostra llar. Aquesta és l’energia que es necessita per mantenir la temperatura requerida. És calculat per un especialista basat en fórmules complexes i moltes variables. Per exemple, una casa de 100m2 requereix 8,5 kW d’energia per hora. De nou, es tracta d’una xifra molt mitjana.

Temperatura, subministrament i retorn del portador de calor. La diferència entre aquestes xifres serà l’excedent que cal preservar.

Capacitat calorífica de l'aigua. Es tracta d’un valor tabular, que és de 4,19 kJ / kg × ° C o 1,164 W × h. Participa en els càlculs i és un valor estadístic.