Výpočet objemu tepelného akumulátoru pro vytápění soukromého domu

Vlastnosti instalace tepelných akumulátorů

Veškeré instalační práce se provádějí podle dříve schváleného projektu v souladu s doporučeními výrobce topných zařízení.

V tomto případě je třeba vzít v úvahu vlastnosti instalačních prací:

1. Povrch akumulační nádrže musí být bezpodmínečně izolován od tepelných ztrát.
2. Teploměry by měly být instalovány na potrubí, kterými cirkuluje voda (výstup a přívod).
3. Akumulační nádrže s objemem větším než 500 litrů ve většině případů neprocházejí dveřmi. V takových případech byste měli použít skládací design nebo nainstalovat několik baterií menšího objemu.
4. V nejnižším bodě nádrže nebude instalace drenážního kanálu překážet. To se hodí, když musíte úplně vypustit vodu.
5. Doporučuje se instalovat na potrubí, kterými voda vstupuje do nádrže, sítka. Zabrání tomu, aby se dovnitř dostaly velké inkluze (šupiny ze svařování, minerály, které se dostaly do systému atd.).
6. Pokud není v horní části nádoby umístěn výfukový ventil, měl by být instalován v horním bodě výstupního potrubí.
7. Na vedení vedle baterie musí být nainstalován manometr a pojistný ventil.

Pokud jste vlastníkem kotle na tuhá paliva a dosud jste si nezakoupili akumulační zařízení, přemýšlejte o tom. Prodloužíte nejen životnost svého topného zařízení, ale také výrazně ušetříte palivo.

Funkčnost tepelných akumulátorů

Princip činnosti zařízení spočívá v tom, že během provozu kotle se část tepla používá k ohřevu chladicí kapaliny z přídavné nádrže. Připojená nádrž má dobrou tepelnou izolaci a dokonale zadržuje přijaté teplo. Po vypnutí kotle se voda v topném systému ochladí a řídicí zařízení zapnou čerpadlo dodávající horkou vodu ze zásobníku.

Tyto cykly pokračují, dokud teplota vody v přídavné nádrži zůstane dostatečně vysoká. Celková doba provozu systému bez zapnutí kotle závisí na objemu přídavné nádrže. V praxi to umožňuje vytápět místnosti od několika hodin do 2 dnů.

Akumulátor tepla plní následující funkce:

1. Akumuluje teplo vycházející ze systémového kotle a postupem času ho uvolňuje k vytápění místností v místnosti.
2. Zabraňuje možnosti přehřátí kotle tím, že odvádí přebytečné teplo z výměníku.
3. Umožňuje snadno kombinovat různá topná zařízení (elektrická, plynová, na tuhá paliva) do společného systému.
4. Pomáhá zlepšovat výkon topného zařízení, snižovat spotřebu paliva a zvyšovat účinnost.
5. V systémech s kotli na tuhá paliva umožňuje vyloučit neustálé sledování stavu topného zařízení. Při ohřevu chladicí kapaliny v další nádrži mohou majitelé domů zapomenout na nutnost nepřetržitého plnění paliva do kotle.
6. Je zdrojem teplé vody pro domácí potřeby.

Schéma topného systému

Na tomto příkladu lze uvažovat, jak výnosný je topný systém s tepelným akumulátorem.

Předpokládejme, že v topném systému je nainstalován kotel o výkonu 10 kW. Každé 3 hodiny je nutné naložit palivové dřevo. To nijak nezapadá do plánů majitelů domů. Pro prodloužení intervalů mezi zátěžemi je nutné použít kotel s vyšším výkonem. V tomto případě je však možné vaření chladicí kapaliny, protože systém nebude mít čas odebírat veškeré vyrobené teplo.

Připojení tepelného akumulátoru o objemu přibližně 200 litrů problém snadno vyřeší.Zařízení umožňuje akumulaci 110 kW energie za předpokladu, že je kotel plně a často naložen. Následně bude akumulované teplo udržovat příjemnou pokojovou teplotu po dobu asi 10 hodin. Plnění kotle palivem není po celou dobu nutné.

Co je kapacita zásobníku tepla a její účel.

Účel tepelného akumulátoru (TA) bude snazší popsat na několika příkladech.

První úkol. Topný systém je postaven na bázi kotle na tuhá paliva. Není možné neustále sledovat teplotu chladicí kapaliny na přívodu a včas vyhazovat palivové dřevo, v důsledku čehož teplota přívodu buď překračuje tu, kterou potřebujeme, nebo klesá pod normu. Jak udržovat požadovanou teplotu chladicí kapaliny?

Druhý úkol. Dům je vytápěn elektrickým bojlerem. Dodávka elektřiny je dvoutarifní. Jak snížit náklady na energii snížením spotřeby energie během dne a zvýšením v noci?

Třetí úkol. Existuje topný systém, ve kterém teplo generují tepelné generátory pracující na různé druhy paliva a energie - například. plyn, elektřina, sluneční energie (solární kolektory), zemská energie (tepelné čerpadlo). Jak zajistit jejich efektivní provoz bez ztráty generovaného tepla, když to není potřeba, a zároveň zásobovat dům teplem po dobu špičkové spotřeby energie?

Aniž bychom zacházeli příliš daleko k teorii tepelného inženýrství, řešení problémů se pro všechny problémy navrhuje v podobě instalace vyrovnávací nádrže do systému, která by sloužila jako zásobník chladicí kapaliny a ve které by byla udržována jeho teplota na daném místě úroveň. Je to přesně taková vyrovnávací kapacita, jakou je tepelný akumulátor. K vyřešení těchto problémů je obvykle zahrnut akumulátor tepla „do přerušení“ systému s vytvořením kotle a topných okruhů. Konvenční schéma začlenění tepelného akumulátoru do topného systému je znázorněno na následujícím obrázku.

Obr. Schéma zapnutí vyrovnávacího zásobníku (tepelného akumulátoru)

Různé způsoby připojení akumulační nádrže k topnému systému najdete v článku „Schémata připojení tepelného akumulátoru“.

V současné době se akumulátory tepla nejčastěji používají v topných systémech s kotli na tuhá paliva. V těchto systémech umožňuje použití tepelného akumulátoru plnění paliva méně často, což zajišťuje pohodlný přísun tepla bez ohledu na kolísání teploty chladicí kapaliny na výstupu z kotle. Vyrovnávací nádrže jsou často instalovány s elektrickými kotli, aby se ušetřily peníze kvůli snížené noční sazbě, a v kombinovaných systémech se současným použitím kotlů na tuhá paliva a elektrických kotlů. Akumulátor tepla (TA) je užitečný v systémech au plynových kotlů, zejména když minimální tepelný výkon kotle přesahuje tepelné zatížení zařízení. Vzhledem k delší době „zatížení“ TA (ohřev chladicí kapaliny) je možné vyhnout se „hodinám“ kotle.

Kromě toho, že je TA používán jako vyrovnávací nádrž, plní funkci sběrače s nízkými ztrátami. Tato vlastnost tepelného akumulátoru je obzvláště žádaná v systémech s generátory tepla pracujících na různých druzích energie (včetně alternativních). Tyto zdroje tepla zpravidla pracují na speciálních nosičích tepla, které neumožňují míchání s jinými typy, vyžadují jedinečný teplotní a hydraulický režim, často nekompatibilní s režimy topného okruhu (radiátor, podlahové vytápění). Například teplotní rozsah tepelného čerpadla je obvykle

5 ° C a ve smyčce distribuce tepla může být teplotní rozsah mnohem větší (10-20 ° C). Pro oddělení okruhů může být tepelný akumulátor vybaven dalšími zabudovanými výměníky tepla.

Schémata zapojení a připojení

Jako další zdroj tepla lze například místo elektrického kotle použít trubkový elektrický ohřívač (TEN). U většiny moderních modelů je již k dispozici pro instalaci pomocí příruby nebo spojky. Instalací topného tělesa do příslušného odbočného potrubí můžete částečně vyměnit elektrický kotel nebo se znovu obejít bez zapálení kotle na tuhá paliva.

Je důležité si uvědomit, že se jedná o zjednodušená, nikoli úplná schémata zapojení. Pro zajištění kontroly, účtování a bezpečnosti systému je na přívodu kotle instalována bezpečnostní skupina. Kromě toho je důležité postarat se o provoz CO v případě výpadku proudu, protože není dostatek energie k napájení oběhového čerpadla z termočlánku energeticky nezávislých kotlů. Nedostatek cirkulace chladicí kapaliny a akumulace tepla ve výměníku tepla kotle s největší pravděpodobností povede k přerušení okruhu a nouzovému vyprázdnění systému, je možné, že kotel vyhoří.

Z bezpečnostních důvodů se proto musíte postarat o zajištění fungování systému alespoň do úplného vyhoření záložky. K tomu se používá generátor, jehož výkon se volí v závislosti na vlastnostech kotle a době spalování 1 palivové vložky.

Jak vypočítat objem tepelného akumulátoru

Pokud je to žádoucí, je snadné najít metody pro výpočet objemu tepelného akumulátoru na internetu, ale žádný z nich mi nevyhovoval.

Někteří „odborníci“ doporučují vynásobit maximální výkon stávajícího kotle v kilowattech nějakým faktorem a tento faktor se na různých stránkách liší dvakrát nebo více - od 25 do 50. Podle mého názoru je to úplný nesmysl. Jednoduše proto, že získaný výsledek nemá nic společného s vaším konkrétním domem nebo s vaším přáním, jak často chcete kotel vytápět.

Normální technika bere v úvahu všechny faktory: klima ve vaší oblasti a tepelnou izolaci domu a vaše představy o pohodlí. Přátelským způsobem bude také nutné tento výpočet provést mnohokrát pro různé teplotní podmínky a zvolit maximální objem tepelného akumulátoru. A mimochodem, výkon kotle ve správné metodě je získán na základě výpočtů, a ne podle principu „co to bylo, bylo dodáno takto“. Ale to vše je poměrně komplikované a je vhodnější pro kotelny, a ne pro soukromé domácnosti.

Udělal jsem to mnohem jednodušší. Výpočet tepelného akumulátoru pro kotel na tuhá paliva jsem provedl následovně.

1. Je nutné odhadnout množství tepla, které dům denně potřebuje. Toto je nejtěžší a nejodpovědnější část práce. Opět se můžete ponořit do výpočtů (v učebnicích pro stavební univerzity najdete všechny potřebné techniky).Pokud je to však možné, je jednodušší a spolehlivější provést přímé měření - jednoduše zahřátím domu v chladném počasí a měřením množství použitého paliva. Můj dům je relativně malý - o něco méně než 100 čtverečních. m, a docela teplo. Proto se ukázalo, že při venkovní teplotě asi 0 stupňů je pro udržení příjemné teploty zapotřebí 50 kW * h s pevnou rezervou, pro - 10 stupňů - 100 kW * h, pro - 20 stupňů - 150 kW * h.
2. Výběr kotle je velmi jednoduchý. Nejběžnější kotle mají výkon asi 25 kW a od jednoho maximálního zatížení dávají tento výkon po dobu asi 3 hodin. Jedno podpal tedy dává asi 75 kWh tepla. Pro nulovou teplotu bude tedy pro mě i jedno plné zatížení příliš mnoho. A pro -20 stupňů to bude stačit k zahřátí dvakrát denně. S touto možností jsem byl docela spokojen.
3. Nyní skutečný objem akumulátoru tepla. Tepelná kapacita vody je 4,2 kJ na litr na stupeň. maximální teplota v tepelném akumulátoru je 95 stupňů, pohodlná teplota vody v topném systému je 55 stupňů. To znamená 40 stupňů rozdílu. Jinými slovy, 1 litr vody v tepelném akumulátoru může uchovávat 168 kJ tepla nebo 46 Wh. A 1 000 litrů - 46 kWh. Z toho vyplývá, že k udržení tepla z jednoho plného zatížení kotle potřebuji tepelný akumulátor na 1500 litrů. To vše s rezervou. Ve skutečnosti to trvá o něco méně, ale po prostudování cen vyrovnávacích tanků jsem se rozhodl to ignorovat.

Tento výpočet znamená, že v případě silných mrazů musím kotel ohřívat dvakrát denně a ve velmi silných mrazech třikrát. Navíc by to mělo být prováděno rovnoměrně po celý den: ráno a večer nebo ráno, na začátku večera a před spaním. A když není velký mráz, ohřívám kotel pouze jednou - kdykoli během dne.

Samozřejmě, pokud nainstalujete ještě větší akumulátor tepla, můžete si svůj život ještě zpříjemnit. Ale tady už musíme čelit skutečnosti, že velká hlaveň potřebuje hodně prostoru.

Uvažujme příklad výpočtu pro dva úkoly.

Stáhněte si soubor Excel pro rychlý výpočet akumulátoru tepla pro vaše parametry: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Existují dva úkoly pro výpočet tepelného akumulátoru:

Série videonávodů v soukromém domě
Část 1. Kde vrtat studnu? Část 2. Uspořádání studny pro vodu Část 3. Pokládka potrubí ze studny do domu Část 4. Automatický přívod vody
Zdroj vody
Dodávka vody v soukromém domě. Princip činnosti. Schéma zapojení Samonasávací povrchová čerpadla. Princip činnosti. Schéma zapojení Výpočet samonasávacího čerpadla Výpočet průměrů z centrálního vodovodu Čerpací stanice přívodu vody Jak vybrat čerpadlo pro studnu? Nastavení tlakového spínače Elektrický obvod tlakového spínače Princip činnosti akumulátoru Sklon kanalizace pro 1 metr SNIP Připojení vyhřívaného držáku na ručník
Schémata vytápění
Hydraulický výpočet dvoutrubkového topného systému Hydraulický výpočet dvoutrubkového topného systému Tichelmanova smyčka Hydraulický výpočet jednopotrubního topného systému Hydraulický výpočet radiálního rozvodu topného systému Schéma s tepelným čerpadlem a kotlem na tuhá paliva - logika práce Trojcestný ventil od valtecu + tepelná hlavice s dálkovým čidlem Proč topný radiátor v bytovém domě dobře neohřívá? Jak připojit kotel ke kotli? Možnosti připojení a schémata recirkulace TUV. Princip činnosti a výpočet Hydraulický šíp a kolektory nepočítáte správně Ruční hydraulický výpočet vytápění Výpočet teplovodního podlahového a směšovacího zařízení Trojcestný ventil se servopohonem pro TUV Výpočty TUV, BKN. Najdeme objem, sílu hada, dobu zahřátí atd.
Stavitel dodávky vody a topení
Bernoulliho rovnice Výpočet dodávky vody pro bytové domy
Automatizace
Jak fungují serva a trojcestné ventily Trojcestný ventil pro přesměrování průtoku topného média
Topení
Výpočet tepelného výkonu topných těles Radiátorová část Přerůstání a usazeniny v potrubí zhoršují provoz vodovodu a topného systému Nová čerpadla fungují jinak ... připojit expanzní nádrž k topnému systému? Odpor kotle Průměr Tichelmanovy smyčkové trubky Jak zvolit průměr trubky pro vytápění Přenos tepla trubkou Gravitační ohřev z polypropylenové trubky Proč se jim nelíbí jednootrubkové vytápění? Jak ji milovat?
Regulátory tepla
Pokojový termostat - jak to funguje
Míchací jednotka
Co je míchací jednotka? Typy směšovacích jednotek pro vytápění
Vlastnosti a parametry systému
Místní hydraulický odpor. Co je CCM? Propustnost Kvs. Co to je? Vařící voda pod tlakem - co se stane? Co je hystereze při teplotách a tlacích? Co je to infiltrace? Co jsou DN, DN a PN? Instalatéři a inženýři musí tyto parametry znát! Hydraulické významy, koncepty a výpočet okruhů topných systémů Koeficient průtoku v topném systému s jednou trubkou
Video
Topení Automatická regulace teploty Jednoduché doplnění topného systému Topná technologie. Zdivo. Podlahové topení Čerpadlo a směšovací jednotka Combimix Proč zvolit podlahové topení? Vodou zateplená podlaha VALTEC. Video seminář Potrubí pro podlahové vytápění - co si vybrat? Podlaha teplé vody - teorie, výhody a nevýhody Pokládka podlahy teplé vody - teorie a pravidla Teplé podlahy v dřevěném domě. Suchá teplá podlaha. Podlahový koláč s teplou vodou - Teorie a výpočty Novinky instalatérům a instalatérským technikům Stále děláte hack? První výsledky vývoje nového programu s realistickou trojrozměrnou grafikou Program tepelného výpočtu. Druhý výsledek vývoje 3D programu Teplo-Raschet pro tepelný výpočet domu prostřednictvím obvodových konstrukcí Výsledky vývoje nového programu pro hydraulický výpočet Primární sekundární prstence topného systému Jedno čerpadlo pro radiátory a podlahové vytápění Výpočet tepelných ztrát doma - orientace stěny?
Předpisy
Regulační požadavky na návrh kotelen Zkrácená označení
Termíny a definice
Suterén, suterén, podlaha Kotelny
Dokumentární zásobování vodou
Zdroje vody Fyzikální vlastnosti přírodní vody Chemické složení přírodní vody Bakteriální znečištění vody Požadavky na kvalitu vody
Sbírka otázek
Je možné umístit plynovou kotelnu v suterénu bytového domu? Je možné k obytné budově připojit kotelnu? Je možné umístit plynovou kotelnu na střechu bytového domu? Jak se kotelny dělí podle jejich umístění?
Osobní zkušenosti z hydrauliky a tepelné techniky
Úvod a seznámení. Část 1 Hydraulický odpor termostatického ventilu Hydraulický odpor filtrační baňky
Video kurz Výpočtové programy
Technotronic8 - Software pro hydraulický a tepelný výpočet Auto-Snab 3D - Hydraulický výpočet ve 3D prostoru
Užitečné materiály Užitečná literatura
Hydrostatika a hydrodynamika
Úkoly hydraulického výpočtu
Ztráta hlavy v přímé části potrubí Jak ovlivňuje ztráta hlavy rychlost toku?
různé
Vlastní zásobování vodou soukromého domu Autonomní zásobování vodou Autonomní schéma zásobování vodou Automatické schéma zásobování vodou Schéma zásobování soukromým domem
Zásady ochrany osobních údajů

Výhody a nevýhody

Topný systém s akumulátorem tepla, ve kterém zařízení na tuhá paliva slouží jako zdroj tepla, má mnoho výhod:

• Zlepšení komfortních podmínek v domě, protože po dohoření paliva topný systém pokračuje v ohřívání domu teplou vodou z nádrže. Není třeba vstávat uprostřed noci a nakládat část palivového dřeva do topeniště.
• Přítomnost nádoby chrání vodní plášť kotle před varem a zničením. Pokud dojde k náhlému přerušení dodávky elektřiny nebo k odpojení termostatických hlav nainstalovaných na radiátorech chladicí kapalinou v důsledku dosažení požadované teploty, bude zdroj tepla ohřívat vodu v nádrži. Během této doby se může obnovit dodávka elektřiny nebo se spustí dieselový generátor.
• Dodávka studené vody ze zpětného potrubí do litinového tepelného výměníku rozžhaveného litinou po náhlém spuštění cirkulačního čerpadla je vyloučena.
• Akumulátory tepla lze použít jako hydraulické děliče v topném systému (hydraulické šipky). Díky tomu je provoz všech větví okruhu nezávislý, což poskytuje další úspory tepelné energie.

Vyšší náklady na instalaci celého systému a požadavky na umístění zařízení jsou jedinou nevýhodou použití skladovacích nádrží. Po těchto investicích a nepříjemnostech však budou z dlouhodobého hlediska následovat minimální provozní náklady.

Doporučujeme:

Jak vyrobit topení v soukromém domě - podrobný průvodce Jak vybrat expanzní nádrž pro topný systém Jak vybrat a připojit membránovou expanzní nádrž

Schéma hydraulického oddělování

Další složitější schéma připojení znamená nepřerušovanou dodávku elektřiny. Pokud to není možné, je nutné zajistit připojení k síti prostřednictvím zdroje nepřerušitelného napájení. Další možností je použití naftových nebo benzinových elektráren. V předchozím případě bylo připojení tepelného akumulátoru k kotli na tuhá paliva nezávislé, to znamená, že systém mohl fungovat odděleně od nádrže. V tomto schématu funguje akumulátor jako vyrovnávací nádrž (hydraulický odlučovač). V primárním okruhu je zabudována speciální směšovací jednotka (LADDOMAT), kterou cirkuluje voda při zapálení kotle.

Připojení akumulátoru tepla na kotel na tuhá paliva

Blokové prvky:

• oběhové čerpadlo;
• třícestný termostatický ventil;
• zpětný ventil;
• jímka;
• Kulové ventily;
• zařízení pro regulaci teploty.

Rozdíly od předchozího schématu - všechna zařízení jsou sestavena do jednoho bloku a chladicí kapalina jde do nádrže, nikoli do topného systému. Princip činnosti míchací jednotky zůstává nezměněn. Takové potrubí kotle na tuhá paliva s tepelným akumulátorem umožňuje připojit tolik topných větví, kolik chcete, na výstupu z nádrže. Například k napájení radiátorů a podlahových nebo vzduchových topných systémů. Každá větev má navíc vlastní oběhové čerpadlo. Všechny okruhy jsou hydraulicky odděleny, přebytečné teplo ze zdroje se akumuluje v nádrži a v případě potřeby se využívá.

Výpočet kapacity tepelného akumulátoru

Metodika výpočtu se může lišit v závislosti na schématu aplikace. Zde je hrubý výpočetní graf:

1. Stanovení maximálního zatížení palivem. Například topeniště pojme 20 kg palivového dřeva. 1 kg palivového dřeva je schopen uvolnit 3,5 kWh energie. Při spalování jedné záložky palivového dřeva tedy kotel poskytne 20 3,5 = 70 kWh tepla. Čas potřebný k vypálení celé záložky lze určit empiricky nebo vypočítat. Pokud je výkon kotle například 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Teplota nosiče tepla v topném systému. Pokud je systém již nainstalován, stačí změřit teplotu na vstupu a výstupu a určit tepelné ztráty.
3. Stanovení požadované frekvence stahování. Například nakládka je možná ráno a večer, ale není možné provádět údržbu kotle ve dne i v noci.

Výpočet tepelného akumulátoru

Pokud je například tepelná ztráta místnosti 6,7 kW za hodinu, pak to bude 160 kW za den. V tomto příkladu je to o něco více než dvě palivové náplně. Jak bylo definováno výše, jedna záložka palivového dřeva hoří asi 3 hodiny a uvolňuje 70 kWh tepelné energie.

Potřeba vytápění domu je 6,7 3 = 20,1 kWh, rezerva akumulační nádrže bude 70-20,1 = 49,9, tj. Přibližně 50 kWh. Tato energie bude stačit na dobu 50: 6,7 - to je asi 7 hodin. To znamená, že denně jsou zapotřebí dvě plné občerstvení a jedno neúplné.

Na základě těchto výpočtů, po zvážení několika možností, se zastavíme u tohoto: ve 23 hodin se provede neúplné načtení, v 6:00 a 18:00 - plné. Pokud nakreslíte graf úrovně nabití tepelného akumulátoru, uvidíte, že maximální nabití klesne na 60 kWh v 9 hodin ráno.

Protože 1 kWh = 3600 kJ, rezerva by měla být 60 3600 = 216000 kJ tepelné energie. Teplotní rezerva (rozdíl mezi indikátorem maximální vody a požadovaným průtokem) je 95-57 = 38 ° С. Tepelná kapacita vody 4,187 kJ. 216000 / (4,18738) = 1350 kg. V tomto případě bude požadovaný objem tepelného akumulátoru 1,35 m3.

Uvažovaný příklad poskytuje obecnou představu o tom, jak se počítá kapacita skladovací nádrže. V každém jednotlivém případě je nutné vzít v úvahu zvláštnosti topného systému a podmínky jeho provozu.

Vlastnosti instalace tepelného akumulátoru

Před instalací zařízení je třeba vypracovat podrobný návrh. Je nutné vzít v úvahu všechny požadavky výrobců topných zařízení. Při instalaci akumulační nádrže je třeba dodržovat následující pravidla:

• Povrch nádoby musí mít spolehlivou tepelnou izolaci.
• Na vstupu a výstupu by měly být instalovány teploměry, které sledují teplotu vody.
• Objemové nádrže se nejčastěji nevejdou do dveří. Pokud není možné vložit tank před dokončením stavby, budete muset použít skládací verzi nebo několik menších tanků.
• Na přívodním potrubí je žádoucí hrubý filtr.
• V blízkosti nádrže by měl být instalován pojistný ventil a manometr. V samotné nádrži by měl být také odvzdušňovací ventil.
• Musí být možné vypustit vodu z nádrže.

Použití akumulátoru tepla v systému s kotlem na tuhá paliva zvyšuje účinnost generátoru tepla a jeho životnost a umožňuje také ekonomičtější spotřebu paliva. Díky možnosti vzácnějšího naložení paliva je používání topného kotle pro spotřebitele pohodlnější. Výpočet požadovaného výkonu akumulační nádrže musí zohledňovat typ kotle, vlastnosti topného systému a podmínky jeho provozu.

Navzdory jednoduchosti zařízení a zjevným výhodám používání tepelných akumulátorů není tento typ zařízení dosud příliš běžný. V tomto článku se pokusíme hovořit o tom, co je to tepelný akumulátor a jaké výhody přináší jeho použití v topných systémech.

Výběr tepelného akumulátoru

TA zvolit při návrhu topného systému. Topenáři vám pomohou vybrat ten správný akumulátor tepla. Pokud však jejich služby nelze využít, budete si muset vybrat sami. To není těžké udělat.

Akumulátor tepla pro kotel na tuhá paliva

Za hlavní kritéria pro výběr tohoto zařízení se považují následující

:

• tlak v topném systému;
• objem vyrovnávací nádrže;
• vnější rozměry a hmotnost;
• vybavení dalšími výměníky tepla;
• možnost instalace dalších zařízení.

Tlak vody (tlak) v topném systému je hlavním indikátorem. Čím je vyšší, tím je ve vytápěné místnosti teplejší. Vzhledem k tomuto parametru je při výběru tepelného akumulátoru pro kotle na tuhá paliva věnována pozornost maximálnímu tlaku, který vydrží.Akumulátor tepla pro kotel na tuhá paliva zobrazený na fotografii je vyroben z nerezové oceli a vydrží vysoký tlak vody.

Objem vyrovnávací paměti. Schopnost akumulace tepla pro topný systém během provozu závisí na tom. Čím větší je, tím více tepla se hromadí v nádobě. Zde je třeba vzít v úvahu, že je zbytečné zvyšovat limit do nekonečna. Pokud je však voda nižší než norma, zařízení jednoduše nebude vykonávat funkci akumulace tepla, která mu byla přiřazena. Pro správnou volbu tepelného akumulátoru bude proto nutné vypočítat jeho vyrovnávací kapacitu. O něco později se ukáže, jak se provádí.

Vnější rozměry a hmotnost. To jsou také důležité ukazatele při výběru CK. Zvláště v již postaveném domě. Když byl proveden výpočet tepelného akumulátoru pro vytápění, byla provedena dodávka na místo instalace, může dojít k problému se samotnou instalací. Z hlediska celkových rozměrů se jednoduše nehodí do standardního otevírání dveří. Kromě toho jsou TA o velké kapacitě (od 500 litrů) instalovány na samostatném základu. Masivní zařízení naplněné vodou bude ještě těžší. Tyto nuance je třeba vzít v úvahu. Je však snadné najít cestu ven. V tomto případě jsou pro kotle na tuhá paliva zakoupeny dva akumulátory tepla s celkovým objemem vyrovnávacích nádrží rovným vypočtenému pro celý topný systém.

Vybaveno dalšími výměníky tepla. Při absenci systému TUV v domě, vlastního okruhu ohřevu vody v kotli, je lepší okamžitě zakoupit TA s dalšími výměníky tepla. Pro obyvatele jižních oblastí bude užitečné připojit solární kolektor k TA, který se stane dalším bezplatným zdrojem tepla v domě. Jednoduchý výpočet topného systému ukáže, kolik dalších výměníků tepla je žádoucí mít v tepelném akumulátoru.

Možnost instalace dalších zařízení. To znamená instalaci topných prvků (trubkové elektrické ohřívače), přístrojového vybavení (přístrojové vybavení), bezpečnostních ventilů a dalších zařízení, která zajišťují nepřerušovaný a bezpečný provoz vyrovnávací nádrže v zařízení. Například v případě nouzového tlumení kotle bude teplota v topném systému udržována topnými články. V závislosti na objemu vytápění prostor nemusí vytvářet příjemnou teplotu, ale určitě zabrání odmrazování systému. Přítomnost přístrojů vám umožní včas věnovat pozornost možným poruchám topného systému.

Důležité. Při výběru tepelného akumulátoru pro vytápění se zaměřte na jeho tepelnou izolaci. Na tom závisí uchování získaného tepla.

Aplikace tepelných akumulátorů

Existuje několik metod pro výpočet objemu nádrže. Praktické zkušenosti ukazují, že na každý kilowatt topného zařízení je v průměru zapotřebí 25 litrů vody. Účinnost kotlů na tuhá paliva, která zahrnuje topný systém s tepelným akumulátorem, se zvyšuje na 84%. Vyrovnáním spalovacích špiček se ušetří až 30% energetických zdrojů.

Při použití nádrží pro zásobování teplou vodou nedochází během špičky k žádným přerušením. V noci, kdy jsou potřeby sníženy na nulu, chladicí kapalina v nádrži akumuluje teplo a ráno opět poskytuje všechny potřeby v plném rozsahu.

Spolehlivá tepelná izolace zařízení pomocí pěnového polyuretanu (polyuretanové pěny) pomáhá udržovat teplotu. Dále je možné instalovat topné články, které v případě nouze pomohou rychle „dohnat“ požadovanou teplotu.

Pohled v řezu na akumulátor tepla

Skladování tepla se doporučuje v případech:

• velká potřeba dodávky teplé vody. V chatě, kde žije více než 5 lidí a jsou instalovány dvě koupelny, je to skutečný způsob, jak zlepšit životní podmínky;
• při použití kotlů na tuhá paliva.Akumulátory vyhlazují provoz topného zařízení v hodině největšího zatížení, odvádějí přebytečné teplo, zabraňují varu a také prodlužují dobu mezi plněním tuhého paliva;
• při použití elektrické energie se samostatnými tarify pro denní a noční dobu;
• v případech, kdy jsou k ukládání elektrické energie instalovány solární nebo větrné baterie;
• při použití oběhových čerpadel v systému zásobování teplem.

Tento systém je ideální pro místnosti vytápěné radiátory nebo podlahovým vytápěním. Jeho výhodou je, že je schopen ukládat energii z různých zdrojů. Kombinovaný systém napájení vám umožňuje zvolit nejoptimálnější možnost výroby tepla pro dané časové období.

Vlastnosti konstrukce tepelného akumulátoru

Zařízení je válcová nádoba vyrobená z nerezové oceli nebo černé oceli. Rozměry nádoby závisí na jejím objemu, který se pohybuje od několika set do desítek tisíc litrů. Vzhledem k velkým objemům je obtížné umístit takové zařízení do stávající kotelny, takže je často nutné jej dokončit. Existují modely s tovární tepelnou izolací a kontejnery bez ní.

Při instalaci tepelného akumulátoru je třeba mít na paměti, že tloušťka izolace je 10 cm, poté se na horní část nádrže umístí kožené pouzdro. Uvnitř nádrže je chladicí kapalina, která se při spalování paliva v kotli rychle ohřívá a dlouhodobě udržuje teplo díky vrstvě izolace. Po zastavení provozu kotle vydává akumulátor teplo do místnosti a ohřívá jej. Z tohoto důvodu nebude nutné kotel spalovat tak často jako dříve.

Podle jejich konstrukce jsou kapacity tepelného akumulátoru:

• s kotlem umístěným uvnitř. Tento design byl vytvořen k zajištění bydlení s teplou vodou z autonomního zdroje;
• s jedním nebo dvěma výměníky tepla;
• prázdný (bez chladicí kapaliny).

Pro připojení zásobníku na kotel a topný systém domu jsou k dispozici otvory se závitem.

Pozadí

Stalo se, že jsem před nějakou dobou koupil soukromý dům v určité vzdálenosti od civilizace. Odlehlost od civilizace je dána hlavně skutečností, že tam vůbec není plyn. A povolený výkon elektrického připojení neposkytuje technickou schopnost vytápět dům elektřinou. Jediným skutečným zdrojem tepla v zimě je používání tuhých paliv. Jinými slovy, dům byl vybaven sporákem, který bývalý majitel vytápěl dřevem a uhlím.

Pokud má někdo zkušenosti s používáním kamen, nemusí mu být vysvětlováno, že tato činnost vyžaduje neustálé sledování. I za nepříliš chladného počasí je nemožné jednou vložit palivové dříví a „zapomenout“ na něj. Pokud dáte příliš mnoho dřeva, dům se zahřeje. A poté, co dohoří palivo, dům se stejně rychle ochladí. Willy-nilly, abyste udrželi příjemnou teplotu, musíte neustále přidávat malé dříví. A při silných mrazech nemůže být trouba ponechána bez dozoru ani po dobu 3-4 hodin. Pokud se nechcete ráno probudit ve studené místnosti, buďte tak laskaví a jděte alespoň jednou za noc ke sporáku ...

Samozřejmě jsem neměl touhu pracovat jako hasič. A tak jsem okamžitě začal přemýšlet o pohodlnějším způsobu vytápění. Samozřejmě, pokud by nebylo možné použít plyn nebo elektřinu, mohl by se tak stát pouze moderní systém vytápění na tuhá paliva, který se skládá z kotle na tuhá paliva, akumulátoru tepla a nejjednodušší automatizace pro zapnutí a vypnutí recirkulačního čerpadla.

Proč je moderní kotel lepší než konvenční kamna? Zabírá mnohem méně místa, může do něj být vloženo více paliva, zajišťuje lepší spalování tohoto paliva při maximálním zatížení a teoreticky může být použito k ponechání většiny tepla v domě a nesmí být uvolňováno do komína.Ale na rozdíl od kamen je použití kotle na tuhá paliva bez tepelného akumulátoru prakticky nemožné. Píšu o tom tak podrobně, protože znám mnoho lidí, kteří se pokusili vytápět dům takovými kotli a připojit je přímo k topným trubkám. Neudělali nic dobrého.

Co je to tepelný akumulátor nebo, jak se tomu také říká, vyrovnávací nádrž? V nejjednodušším případě je to jen velký sud s vodou, jehož stěny jsou dobře izolované. Kotel ohřívá vodu v tomto sudu za dvě až tři hodiny provozu. A pak tato horká voda cirkuluje topným systémem, dokud se neochladí. Při ochlazování je třeba kotel znovu zapálit. Nejjednodušší akumulátor tepla může snadno provést každý svářeč. Ale já jsem po krátkém přemýšlení opustil tento nápad a koupil si hotový. Protože žiji na Ukrajině, obrátil jsem se na to a nikdy jsem toho nelitoval: zde jsou akumulační nádrže vyráběny profesionálně a velmi efektivně.

V závislosti na objemu tepelného akumulátoru, výkonu kotle a množství tepla, které dům potřebuje, musí být kotel vytápěn ne neustále, ale jednou nebo dvakrát denně, nebo dokonce jednou za dva nebo tři dny.

Výpočet objemu vyrovnávací nádrže kotle

Nejoptimálnějším řešením tohoto problému bude zadání jeho implementace topenářům. Výpočet objemu tepelného akumulátoru pro celý systém vytápění soukromého domu vyžaduje zohlednění různých faktorů, které jsou jim známy. Navzdory tomu lze předběžné výpočty provádět nezávisle. K tomu budete kromě obecných znalostí fyziky a matematiky potřebovat kalkulačku a prázdný list papíru.

Zjistili jsme následující údaje

:

• výkon kotle, kW;
• aktivní doba spalování paliva;
• tepelný výkon vytápění domu, kW;
• Účinnost kotle;
• teplota v přívodním potrubí a „zpátečka“.

Uvažujme příklad předběžného výpočtu. Vyhřívaná plocha je 200 m 2. Doba aktivního spalování kotle je 8 hodin, teplota chladicí kapaliny při ohřevu je 90 ° C, ve zpětném okruhu je 40 ° C. Odhadovaný tepelný výkon vytápěných místností je 10 kW. S takovými počátečními údaji přijme tepelné zařízení 80 kW (10 × 8) energie.

Vypočítáme vyrovnávací kapacitu kotle na tuhá paliva podle tepelné kapacity vody

:

kde: m je hmotnost vody v nádrži (kg); Q je množství tepla (W); ∆t je rozdíl mezi teplotou vody v přívodním a zpětném potrubí (° С); 1,163 je měrná tepelná kapacita vody (W / kg ° С) ...

Výpočet vyrovnávací kapacity kotle na tuhá paliva

Nahrazením čísel ve vzorci získáme 1375 kg vody nebo 1,4 m 3 (80 000 / 1,163 × 50). Pro topný systém domu o ploše 200 m 2 je tedy nutné instalovat TA o kapacitě 1,4 m 3. Pokud znáte toto číslo, můžete bezpečně jít do obchodu a zjistit, který tepelný akumulátor je přijatelné.

Rozměry, cena, vybavení, výrobce jsou již snadno identifikovatelné. Při srovnání známých faktorů není obtížné provést předběžný výběr tepelného akumulátoru pro dům. Tento výpočet je relevantní v případě, kdy je dům postaven, topný systém již byl nainstalován. Výsledek výpočtu ukáže, zda je nutné demontovat dveře kvůli rozměrům CK. Po vyhodnocení možnosti jeho instalace na trvalé místo je proveden finální výpočet tepelného akumulátoru pro kotel na tuhá paliva instalovaný v systému.

Po shromáždění údajů o topném systému provedeme výpočty pomocí vzorce

:

kde: W je množství tepla potřebné k ohřevu chladicí kapaliny; m je hmotnost vody; c je tepelná kapacita; ∆t je teplota ohřevu vody;

Kromě toho potřebujete hodnotu k - účinnost kotle.

Z vzorce (1) najdeme hmotnost: m = W / (c × ∆t) (2)

Protože je známa účinnost kotle, zpřesníme vzorec (1) a získáme W = m × c × ∆t × k (3), ze kterého zjistíme aktualizovanou hmotnost vody m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Zvažme, jak vypočítat tepelný akumulátor pro dům. V topném systému je nainstalován kotel o výkonu 20 kW (uvedený v pasových údajích). Poutko paliva vyhoří za 2,5 hodiny. Vytápění domu vyžaduje 8,5 kW / 1 hodinu energie. To znamená, že během vypalování jedné záložky bude získáno 20 × 2,5 = 50 kW

Vytápění prostoru spotřebuje 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Přebytečné teplo vyrobené 50 - 21,5 = 28,5 kW je uloženo v TA.

Teplota, na kterou se chladicí kapalina ohřívá, je 35 ° C. (Teplotní rozdíl v přívodním a vratném potrubí. Zjištěno měřením během provozu topného systému). Dosazením hledaných hodnot do vzorce (4) získáme 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Tento údaj znamená, že k akumulaci tepla generovaného kotlem je nutné mít 875 kg nosiče tepla. K tomu potřebujete vyrovnávací nádrž pro celý systém o objemu 0,875 m 3. Takové lehké výpočty usnadňují výběr tepelného akumulátoru pro vytápění kotlů.

Rada. Pro přesnější výpočet objemu vyrovnávací nádrže je lepší kontaktovat odborníka.

Online kalkulačka

* Pokud kalkulačka zobrazuje 0 (nula), znamená to, že nemáte žádnou přebytečnou energii, kterou lze akumulovat.

Jedná se o přibližný údaj, který se co nejvíce blíží realitě, bez zohlednění takových proměnných jako: druh paliva, účinnost kotle, energetická účinnost budovy.

Vysvětlení

Výkon kotle podle cestovního pasu - každý výrobce to uvádí z dokumentace k zařízení. Pokud byl kotel vyroben samostatně a jeho výkon není znám, lze to zhruba určit empiricky. U domu o rozloze 100 m2 stačí kotel o výkonu 10 kW... Pokud se vaše jednotka vyrovná s úkolem vytápět dům, s průměrným zatížením pece, vezměte plochu této místnosti jako hlavní hodnotu a určete výkon. Musíte pochopit, že to budou velmi průměrná data, s výjimkou tepelných ztrát, energetické účinnosti budovy atd.

Síla, kterou potřebujete k vytápění domu. To je energie potřebná k udržení požadované teploty. Vypočítává ho odborník na základě složitých vzorců a mnoha proměnných. Například dům o rozloze 100 m2 vyžaduje 8,5 kW energie za hodinu. Je to opět velmi průměrný údaj.

Teplota nosiče tepla, přívod a zpátečka. Rozdíl mezi těmito čísly bude přebytek, který je třeba zachovat.

Tepelná kapacita vody. Toto je tabulková hodnota, která je 4,19 kJ / kg × ° C nebo 1,164 W × h. Podílí se na výpočtech a jedná se o statistickou hodnotu.