Cálculo del volumen del acumulador de calor para calentar una casa privada.

Características de la instalación de acumuladores de calor.

Todo el trabajo de instalación se lleva a cabo de acuerdo con un proyecto previamente aprobado de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del equipo de calefacción.

En este caso, se deben tener en cuenta las características del trabajo de instalación:

1. La superficie del tanque de almacenamiento debe estar aislada de la pérdida de calor sin falta.
2. Los termómetros deben instalarse en las tuberías por las que circula el agua (salida y entrada).
3. Los tanques acumuladores con un volumen de más de 500 litros en la mayoría de los casos no pasan por la puerta. En tales casos, debe utilizar estructuras plegables o instalar varias baterías de menor volumen.
4. En el punto más bajo del tanque, la instalación de un canal de drenaje no interferirá. Resulta útil cuando tienes que drenar completamente el agua.
5. Es recomendable instalar filtros en las tuberías por las que el agua ingresa al contenedor. Evitarán que ingresen grandes inclusiones (incrustaciones de soldadura, minerales que hayan entrado en el sistema, etc.).
6. Si no se proporciona una válvula de escape de aire en la parte superior del tanque, entonces debe instalarse en el punto superior de la tubería de salida.
7. Se debe instalar un manómetro y una válvula de seguridad en la línea junto a la batería.

Si es propietario de una caldera de combustible sólido y aún no ha comprado un dispositivo de almacenamiento de calor, piénselo. No solo prolongará la vida útil de su equipo de calefacción, sino que también ahorrará significativamente en combustible.

Funcionalidad de los acumuladores de calor.

El principio de funcionamiento del equipo es que durante el funcionamiento de la caldera, parte del calor se utiliza para calentar el refrigerante del tanque adicional. El tanque conectado tiene un buen aislamiento térmico y retiene perfectamente el calor recibido. Una vez apagada la caldera, el agua del sistema de calefacción se enfría y los dispositivos de control encienden la bomba que suministra agua caliente desde el tanque de almacenamiento.

Estos ciclos continúan mientras la temperatura del agua en el tanque adicional permanezca lo suficientemente alta. El tiempo total de funcionamiento del sistema sin encender la caldera depende del volumen del tanque adicional. En la práctica, le permite calentar habitaciones desde varias horas hasta 2 días.

El acumulador de calor realiza las siguientes funciones:

1. Acumula el calor proveniente de la caldera del sistema y lo libera con el tiempo para calentar las habitaciones de la habitación.
2. Evita la posibilidad de sobrecalentamiento de la caldera eliminando el exceso de calor del intercambiador.
3. Le permite combinar fácilmente diferentes dispositivos de calefacción (eléctrico, gas, combustible sólido) en un sistema común.
4. Ayuda a mejorar el rendimiento de los equipos de calefacción, reduciendo el consumo de combustible y mejorando la eficiencia.
5. En sistemas con calderas de combustible sólido, le permite excluir el monitoreo constante del estado del equipo de calefacción. Al calentar el refrigerante en un tanque adicional, los propietarios pueden olvidarse de la necesidad de cargar constantemente combustible en la caldera.
6. Es una fuente de agua caliente para necesidades domésticas.

Diagrama del sistema de calefacción

Con este ejemplo se puede considerar qué tan rentable es un sistema de calefacción con un acumulador de calor.

Suponga que se instala una caldera de 10 kW en el sistema de calefacción. Cada 3 horas es necesario cargar leña. Esto no encaja en los planes de los propietarios de ninguna manera. Para alargar los intervalos entre cargas, es necesario utilizar una caldera de mayor capacidad. Pero en este caso, es posible hervir el refrigerante, ya que el sistema no tendrá tiempo de eliminar todo el calor generado.

Conectar un acumulador de calor con una capacidad de aproximadamente 200 litros resuelve el problema fácilmente.El equipo permite acumular 110 kW de energía siempre que la caldera se cargue completa y frecuentemente. Posteriormente, el calor acumulado mantendrá una temperatura ambiente agradable durante unas 10 horas. La carga de la caldera con combustible no es necesaria todo este tiempo.

¿Qué es una capacidad tampón de acumulador de calor y su finalidad?

El propósito del acumulador de calor (TA) será más fácil de describir usando varios ejemplos de tareas.

La primera tarea. El sistema de calefacción está construido sobre la base de una caldera de combustible sólido. No es posible monitorear constantemente la temperatura del refrigerante en el suministro y arrojar leña a tiempo, como resultado de lo cual la temperatura del suministro excede la que necesitamos y luego cae por debajo de la norma. ¿Cómo mantener la temperatura requerida del refrigerante?

La segunda tarea. La casa se calienta con una caldera eléctrica. El suministro de electricidad es de dos tarifas. ¿Cómo reducir los costes energéticos reduciendo el consumo energético durante el día y aumentando durante la noche?

La tercera tarea. Existe un sistema de calefacción en el que el calor es generado por generadores de calor que funcionan con varios tipos de combustible y energía, por ejemplo. gas, electricidad, energía solar (colectores solares), energía de la tierra (bomba de calor). ¿Cómo asegurar su funcionamiento eficiente sin pérdida de calor generado, cuando no es necesario, mientras se proporciona calor a la casa durante el período de consumo máximo de energía?

Sin ir demasiado lejos en la teoría de la ingeniería térmica, para todos los problemas se plantea una solución en la forma de instalar un tanque de compensación en el sistema, que serviría como depósito para el refrigerante y en el que su temperatura se mantendría a una determinada temperatura. nivel. Es precisamente esa capacidad de amortiguación la que tiene un acumulador de calor. Para solucionar estos problemas, el acumulador de calor suele incluirse "en la rotura" del sistema con la formación de la caldera y los circuitos de calefacción. En la figura siguiente se muestra un diagrama convencional de la inclusión de un acumulador de calor en el sistema de calefacción.

Higo. Diagrama esquemático de encendido de un tanque de compensación (acumulador de calor)

Las diversas formas de conectar el tanque de compensación al sistema de calefacción se pueden encontrar en el artículo "Diagramas de conexión del acumulador de calor".

Actualmente, los acumuladores de calor se utilizan con mayor frecuencia en sistemas de calefacción con calderas de combustible sólido. En estos sistemas, el uso de un acumulador de calor permite cargar combustible con menos frecuencia, para proporcionar un suministro de calor confortable independientemente de las fluctuaciones en la temperatura del refrigerante en la salida de la caldera. A menudo, los tanques intermedios se instalan con calderas eléctricas para ahorrar dinero debido a una tarifa nocturna reducida y en sistemas combinados con el uso simultáneo de calderas de combustible sólido y eléctricas. Un acumulador de calor (TA) es útil en sistemas y con calderas de gas, especialmente cuando la salida mínima de calor de la caldera supera la carga térmica de la instalación. Debido a los períodos más largos de "carga" del TA (calentamiento del refrigerante), es posible evitar el "reloj" de la caldera.

Además de utilizarse como tanque de compensación, el TA realiza la función de un cabezal de bajas pérdidas. Esta propiedad del acumulador de calor es especialmente demandada en sistemas con generadores de calor que funcionan con diferentes tipos de energía (incluida la alternativa). Como regla general, estas fuentes de calor operan sobre portadores de calor especiales que no permiten la mezcla con otros tipos, requieren una temperatura y un régimen hidráulico únicos, que a menudo es incompatible con los modos del circuito de calefacción (radiador, calefacción por suelo radiante). Por ejemplo, el rango de temperatura de una bomba de calor suele ser

5 ° C, y en el circuito de distribución de calor el rango de temperatura puede ser mucho mayor (10-20 ° C). Para separar los circuitos, el acumulador de calor puede equiparse con intercambiadores de calor incorporados adicionales.

Diagramas de cableado y conexión

Como fuente adicional de calor, por ejemplo, en lugar de una caldera eléctrica, se puede utilizar un calentador eléctrico tubular (TEN). En la mayoría de modelos modernos, ya está previsto para su instalación mediante brida o acoplamiento. Al instalar un elemento calefactor en la tubería de derivación correspondiente, puede reemplazar parcialmente la caldera eléctrica o una vez más hacerlo sin encender una caldera de combustible sólido.

Es importante comprender que estos son diagramas de cableado simplificados, no completos. Para garantizar el control, la contabilidad y la seguridad del sistema, se instala un grupo de seguridad en el suministro de la caldera. Además, es importante cuidar el funcionamiento del CO en caso de un corte de energía, ya que no hay suficiente energía para alimentar la bomba de circulación del termopar de las calderas no volátiles. La falta de circulación del refrigerante y la acumulación de calor en el intercambiador de calor de la caldera probablemente conducirán a una ruptura del circuito y un vaciado de emergencia del sistema, es posible que la caldera se queme.

Por lo tanto, en aras de la seguridad, debe asegurarse de garantizar el funcionamiento del sistema al menos hasta que el marcador se queme por completo. Para esto, se utiliza un generador, cuya potencia se selecciona según las características de la caldera y la duración de la combustión de 1 inserto de combustible.

Cómo calcular el volumen de un acumulador de calor.

Si lo desea, es fácil encontrar métodos para calcular el volumen de un acumulador de calor en Internet, pero ninguno de ellos me conviene.

Algunos "expertos" recomiendan multiplicar la potencia máxima de la caldera existente en kilovatios por algún factor, y este factor en diferentes sitios difiere dos o más, de 25 a 50. En mi opinión, esto es una completa tontería. Simplemente porque el resultado obtenido no tiene nada que ver con tu vivienda en particular, ni con tus deseos sobre la frecuencia con la que quieres calentar la caldera.

Una técnica normal tiene en cuenta todos los factores: el clima de su zona, el aislamiento térmico de la casa y sus ideas sobre el confort. De manera amistosa, este cálculo también deberá realizarse muchas veces para diferentes condiciones de temperatura, y seleccionar el volumen máximo del acumulador de calor. Y, por cierto, la potencia de la caldera en el método correcto se obtiene como resultado de los cálculos, y no de acuerdo con el principio "lo que era, se entregó así". Pero todo esto es bastante complicado y es más adecuado para salas de calderas y no para hogares privados.

Lo hice mucho más fácil. Hice el cálculo del acumulador de calor para una caldera de combustible sólido de la siguiente manera.

1. Es necesario estimar la cantidad de calor que requiere la casa por día. Ésta es la parte más difícil y responsable del trabajo. Nuevamente, puedes profundizar en los cálculos (en los libros de texto para universidades de la construcción, puedes encontrar todas las técnicas necesarias).Pero, si es posible, es más fácil y confiable realizar una medición directa, simplemente calentando la casa en clima frío y midiendo la cantidad de combustible utilizado. Mi casa es relativamente pequeña, un poco menos de 100 metros cuadrados. m, y bastante cálido. Por lo tanto, resultó que a una temperatura exterior de aproximadamente 0 grados, para mantener una temperatura confortable, se requieren 50 kW * h con un margen sólido, para - 10 grados - 100 kW * h, para - 20 grados - 150 kW * h.
2. Elegir una caldera es muy sencillo. Las calderas más comunes tienen una potencia de unos 25 kW y, a partir de una carga máxima, dan esta potencia durante unas 3 horas. Por tanto, una leña produce unos 75 kWh de calor. Por lo tanto, para temperatura cero, incluso una carga completa será demasiado para mí. Y para -20 grados, será suficiente calentar 2 veces al día. Estaba bastante satisfecho con esta opción.
3. Ahora el volumen real del acumulador de calor. La capacidad calorífica del agua es de 4,2 kJ por litro por grado. la temperatura máxima en el acumulador de calor es de 95 grados, la temperatura confortable del agua en el sistema de calefacción es de 55 grados. Es decir, 40 grados de diferencia. En otras palabras, 1 litro de agua en un acumulador de calor puede almacenar 168 kJ de calor, o 46 Wh. Y 1000 litros, respectivamente - 46 kWh. De ello se deduce que para mantener el calor de una carga completa de la caldera, necesito un acumulador de calor para 1500 litros. Todo esto con un margen. De hecho, cuesta un poco menos, pero después de estudiar los precios de los tanques intermedios, decidí ignorar esto.

Este cálculo significa que en heladas severas tengo que calentar la caldera dos veces al día, y en heladas muy severas tengo que calentarla tres veces. Además, esto debe hacerse de manera uniforme durante todo el día: por la mañana y por la noche o por la mañana, al comienzo de la noche y antes de acostarse. Y cuando no hay una gran helada, enciendo la caldera solo una vez, en cualquier momento del día.

Por supuesto, si pones un acumulador de calor aún más grande, puedes hacer tu vida aún más cómoda. Pero aquí ya tenemos que afrontar el hecho de que un barril grande necesita mucho espacio.

Consideremos un ejemplo de cálculo para dos tareas.

Descargue el archivo de Excel para un cálculo rápido del acumulador de calor para sus parámetros: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Hay dos tareas para calcular un acumulador de calor:

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Ventajas y desventajas

Un sistema de calefacción con acumulador de calor, en el que una planta de combustible sólido sirve como fuente de calor, tiene muchas ventajas:

• Mejorando las condiciones de confort en la casa, ya que una vez que se ha quemado el combustible, el sistema de calefacción continúa calentando la casa con agua caliente del tanque. No es necesario levantarse en medio de la noche y cargar una porción de leña en la cámara de combustión.
• La presencia de un recipiente protege la camisa de agua de la caldera de la ebullición y la destrucción. Si la electricidad se corta repentinamente o los cabezales termostáticos instalados en los radiadores cortan el refrigerante debido a que alcanzan la temperatura deseada, entonces la fuente de calor calentará el agua en el tanque. Durante este tiempo, se puede reanudar el suministro de electricidad o se pondrá en marcha el generador diésel.
• Se excluye el suministro de agua fría desde la tubería de retorno al intercambiador de calor de hierro fundido al rojo vivo después de un arranque repentino de la bomba de circulación.
• Los acumuladores de calor se pueden utilizar como divisores hidráulicos en el sistema de calefacción (flechas hidráulicas). Esto hace que el funcionamiento de todas las ramas del circuito sea independiente, lo que proporciona ahorros adicionales en energía térmica.

El mayor costo de instalación de todo el sistema y los requisitos para la ubicación del equipo son las únicas desventajas del uso de tanques de almacenamiento. Sin embargo, estas inversiones e inconvenientes serán seguidos por costos operativos mínimos a largo plazo.

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Esquema de separación hidráulica

Otro esquema de conexión más complejo, implica un suministro ininterrumpido de electricidad. Si esto no es posible, entonces es necesario proporcionar la conexión a la red a través de una fuente de alimentación ininterrumpida. Otra opción es utilizar centrales eléctricas de diesel o gasolina. En el caso anterior, la conexión del acumulador de calor a la caldera de combustible sólido era independiente, es decir, el sistema podía funcionar por separado del tanque. En este esquema, el acumulador actúa como un tanque de compensación (separador hidráulico). Una unidad de mezcla especial (LADDOMAT) está incorporada en el circuito primario a través del cual circula el agua cuando se enciende la caldera.

Conexión de un acumulador de calor a una caldera de combustible sólido

Elementos de bloque:

• bomba de circulación;
• válvula termostática de tres vías;
• la válvula de retención;
• sumidero;
• Válvulas de bola;
• dispositivos de control de temperatura.

Diferencias con el esquema anterior: todos los dispositivos se ensamblan en un bloque y el refrigerante va al tanque y no al sistema de calefacción. El principio de funcionamiento de la unidad de agitación permanece inalterado. Tal tubería de una caldera de combustible sólido con un acumulador de calor le permite conectar tantas ramas de calefacción como desee en la salida del tanque. Por ejemplo, para alimentar radiadores y sistemas de calefacción por suelo o aire. Además, cada rama tiene su propia bomba de circulación. Todos los circuitos están separados hidráulicamente, el exceso de calor de la fuente se acumula en el tanque y se usa cuando es necesario.

Cálculo de la capacidad del acumulador de calor.

La metodología de cálculo puede ser diferente según el esquema de aplicación. Aquí hay una tabla de cálculo aproximada:

1. Determinación de la carga máxima de combustible. Por ejemplo, la cámara de combustión tiene capacidad para 20 kg de leña. 1 kg de leña puede liberar 3,5 kWh de energía. Por lo tanto, al quemar un marcador de leña, la caldera dará 20 3.5 = 70 kWh de calor. El tiempo que tarda en grabarse un marcador completo puede determinarse empíricamente o calcularse. Si la potencia de la caldera es, por ejemplo, 25 kW 70:25 = 2,8 h.
2. Temperatura del portador de calor en el sistema de calefacción. Si el sistema ya está instalado, es suficiente medir la temperatura en la entrada y salida y determinar la pérdida de calor.
3. Determinación de la frecuencia de descarga deseada. Por ejemplo, la carga es posible por la mañana y por la noche, pero no es posible reparar la caldera durante el día y la noche.

Cálculo del acumulador de calor.

Si, durante una hora, la pérdida de calor de una habitación, por ejemplo, es de 6,7 kW, entonces por día será de 160 kW. En este ejemplo, esto es un poco más de dos repostajes de combustible. Como se definió anteriormente, una pastilla de leña se quema durante aproximadamente 3 horas, liberando 70 kWh de energía térmica.

La necesidad de calentar la casa es de 6,7 3 = 20,1 kWh, la reserva del tanque de almacenamiento será de 70-20,1 = 49,9, es decir, aproximadamente 50 kWh. Esta energía será suficiente para un período de 50: 6.7, esto es aproximadamente 7 horas, lo que significa que se requieren dos bocadillos completos y uno incompleto por día.

Con base en estos cálculos, habiendo considerado varias opciones, nos detendremos en esto: a las 23 horas, se realiza una carga incompleta, a las 6.00 y 18.00 - completa. Si dibuja un gráfico del nivel de carga del acumulador de calor, puede ver que la carga máxima cae en 60 kWh a las 9 am.

Dado que 1 kWh = 3600 kJ, la reserva debe ser 60 3600 = 216000 kJ de energía térmica. La reserva de temperatura (la diferencia entre el indicador máximo de agua y el caudal requerido) es 95-57 = 38 ° С. Capacidad calorífica del agua 4.187 kJ. Por lo tanto, 216000 / (4.18738) = 1350 kg. En este caso, el volumen requerido del acumulador de calor será de 1,35 m3.

El ejemplo considerado da una idea general de cómo se calcula la capacidad del tanque de almacenamiento. En cada caso individual, es necesario tener en cuenta las peculiaridades del sistema de calefacción y las condiciones de su funcionamiento.

Características de instalar un acumulador de calor.

Antes de instalar el equipo, se debe realizar un diseño detallado. Es necesario tener en cuenta todos los requisitos de los fabricantes de equipos de calefacción. Al instalar el tanque de almacenamiento, se deben observar las siguientes reglas:

• La superficie del contenedor debe tener un aislamiento térmico confiable.
• Se deben instalar termómetros en la entrada y salida para controlar la temperatura del agua.
• Los tanques volumétricos a menudo no encajan en la entrada. Si no es posible traer el tanque antes del final de la construcción, tendrá que usar una versión plegable o varios tanques más pequeños.
• Es deseable un filtro grueso en la tubería de entrada.
• Se debe instalar una válvula de seguridad y un manómetro cerca del tanque. También debe haber una válvula de ventilación de aire en el propio tanque.
• Debe ser posible drenar el agua del tanque.

El uso de un acumulador de calor en un sistema con una caldera de combustible sólido aumenta la eficiencia del generador de calor y su vida útil, y también permite un consumo de combustible más económico. La posibilidad de una carga de combustible menos frecuente hace que el uso de la caldera de calefacción sea más conveniente para el consumidor. El cálculo de la capacidad requerida del tanque de almacenamiento debe tener en cuenta el tipo de caldera, las características del sistema de calefacción y las condiciones de su funcionamiento.

A pesar de la simplicidad del dispositivo y de los obvios beneficios del uso de acumuladores de calor, este tipo de equipos aún no es muy común. En este artículo intentaremos hablar sobre qué es un acumulador de calor y las ventajas que aporta su uso en sistemas de calefacción.

Elegir un acumulador de calor

TA elige al diseñar un sistema de calefacción. Los ingenieros de calefacción le ayudarán a elegir el acumulador de calor adecuado. Pero, si es imposible utilizar sus servicios, tendrá que elegir usted mismo. No es difícil de hacer.

Acumulador de calor para caldera de combustible sólido

Los principales criterios para la selección de este dispositivo se consideran los siguientes

:

• presión en el sistema de calefacción;
• el volumen del tanque de compensación;
• dimensiones externas y peso;
• equipar con intercambiadores de calor adicionales;
• la capacidad de instalar dispositivos adicionales.

La presión del agua (presión) en el sistema de calefacción es el indicador principal. Cuanto más alto es, más cálido está en la habitación climatizada. Dado este parámetro, al elegir un acumulador de calor para calderas de combustible sólido, se presta atención a la presión máxima que puede soportar.El acumulador de calor para una caldera de combustible sólido que se muestra en la foto está hecho de acero inoxidable y puede soportar alta presión de agua.

Volumen de tampón. La capacidad de almacenar calor para el sistema de calefacción durante el funcionamiento depende de ello. Cuanto más grande sea, más calor se acumulará en el recipiente. Aquí debe tener en cuenta que no tiene sentido aumentar el límite hasta el infinito. Pero si el agua es menor que la norma, el dispositivo simplemente no realizará la función de acumulación de calor que se le asignó. Por tanto, para la correcta elección de un acumulador de calor, será necesario calcular su capacidad tampón. Se mostrará un poco más adelante cómo se realiza.

Dimensiones y peso externos. Estos también son indicadores importantes a la hora de elegir un TA. Especialmente en una casa ya construida. Cuando se realiza el cálculo del acumulador de calor para calefacción, se ha realizado la entrega al sitio de instalación, puede haber un problema con la instalación en sí. En términos de dimensiones generales, es posible que simplemente no encaje en una abertura de puerta estándar. Además, los TA de gran capacidad (desde 500 litros) se instalan sobre una base separada. Un dispositivo masivo lleno de agua se volverá aún más pesado. Hay que tener en cuenta estos matices. Pero es fácil encontrar una salida. En este caso, se compran dos acumuladores de calor para calderas de combustible sólido con un volumen total de tanques intermedios igual al calculado para todo el sistema de calefacción.

Equipado con intercambiadores de calor adicionales. En ausencia de un sistema de ACS en la casa, su propio circuito de calentamiento de agua en la caldera, es mejor comprar inmediatamente un TA con intercambiadores de calor adicionales. Para quienes viven en las regiones del sur, será útil conectar un colector solar a un TA, que se convertirá en una fuente adicional de calor gratuita en la casa. Un simple cálculo del sistema de calefacción mostrará cuántos intercambiadores de calor adicionales es deseable tener en el acumulador de calor.

Posibilidad de instalar dispositivos adicionales. Esto implica la instalación de elementos calefactores (calentadores eléctricos tubulares), instrumentación (instrumentación), válvulas de seguridad y otros dispositivos que aseguren el funcionamiento ininterrumpido y seguro del tanque de compensación en el dispositivo. Por ejemplo, en caso de amortiguación de emergencia de la caldera, la temperatura en el sistema de calefacción se mantendrá mediante elementos calefactores. Dependiendo del volumen de calefacción de las instalaciones, es posible que no creen una temperatura agradable, pero necesariamente se evitará la descongelación del sistema. La presencia de instrumentación le permitirá prestar atención de manera oportuna a posibles fallas en el sistema de calefacción.

Importante. Al elegir un acumulador de calor para calefacción, preste atención a su aislamiento térmico. De ello depende la conservación del calor obtenido.

Aplicación de acumuladores de calor

Existen varios métodos para calcular el volumen de un tanque. La experiencia práctica muestra que, en promedio, se requieren 25 litros de agua por cada kilovatio de equipo de calefacción. La eficiencia de las calderas de combustible sólido, que incluye un sistema de calefacción con un acumulador de calor, aumenta al 84%. Al nivelar los picos de combustión, se ahorra hasta un 30% de los recursos energéticos.

Cuando se utilizan tanques para el suministro de agua caliente sanitaria, no hay interrupciones durante las horas pico. Por la noche, cuando las necesidades se reducen a cero, el refrigerante del depósito acumula calor y por la mañana vuelve a cubrir todas las necesidades en su totalidad.

El aislamiento térmico confiable del dispositivo con espuma de poliuretano (espuma de poliuretano) ayuda a mantener la temperatura. Además, es posible instalar elementos calefactores, lo que ayuda a "recuperar" rápidamente la temperatura deseada en caso de emergencia.

Vista en sección del acumulador de calor.

Se recomienda el almacenamiento de calor en los casos:

• gran necesidad de suministro de agua caliente. En una cabaña, donde viven más de 5 personas y se instalan dos baños, esta es una forma real de mejorar las condiciones de vida;
• cuando se utilizan calderas de combustible sólido.Los acumuladores suavizan el funcionamiento del equipo de calefacción en la hora de mayor carga, eliminan el exceso de calor, evitan la ebullición y también aumentan el tiempo entre el llenado de combustible sólido;
• cuando se usa energía eléctrica a tarifas separadas para el día y la noche;
• en los casos en que se instalen baterías solares o eólicas para almacenar energía eléctrica;
• cuando se utilizan bombas de circulación en el sistema de suministro de calor.

Este sistema es perfecto para habitaciones climatizadas con radiadores o suelo radiante. Sus ventajas son que es capaz de almacenar energía de diferentes fuentes. El sistema de suministro de energía combinado le permite elegir la opción más óptima para generar calor durante un período de tiempo determinado.

Características del diseño del acumulador de calor.

El dispositivo es un recipiente cilíndrico de acero inoxidable o acero negro. Las dimensiones del contenedor dependen de su volumen, que varía desde varios cientos hasta decenas de miles de litros. Debido a los grandes volúmenes, un dispositivo de este tipo es difícil de colocar en una sala de calderas existente, por lo que a menudo debe completarse. Hay modelos tanto con aislamiento térmico de fábrica como contenedores sin él.

Al instalar el acumulador de calor hay que tener en cuenta que el grosor del aislamiento es de 10 cm. Posteriormente, se coloca una funda de cuero en la parte superior del tanque. Dentro del tanque hay un refrigerante que, cuando se quema combustible en la caldera, se calienta rápidamente y retiene el calor durante mucho tiempo debido a una capa de aislamiento. Después de detener el funcionamiento de la caldera, el acumulador emite su calor a la habitación calentándola. Por esta razón, no será necesario encender la caldera con tanta frecuencia como antes.

Según su diseño, las capacidades del acumulador de calor son:

• con una caldera ubicada en el interior. Este diseño fue creado para dotar a las viviendas de agua caliente de una fuente autónoma;
• con uno o dos intercambiadores de calor;
• vacío (sin refrigerante).

Se proporcionan orificios roscados para conectar el dispositivo de almacenamiento a la caldera y al sistema de calefacción de la casa.

Fondo

Dio la casualidad de que hace algún tiempo compré una casa particular a cierta distancia de la civilización. La distancia de la civilización está determinada principalmente por el hecho de que no hay gas allí. Y la potencia permitida de la conexión eléctrica no proporciona la capacidad técnica para calentar la casa con electricidad. La única fuente real de calor en invierno es el uso de combustibles sólidos. En otras palabras, la casa estaba equipada con una estufa, que el antiguo dueño calentaba con leña y carbón.

Si alguien tiene experiencia en el uso de la estufa, no es necesario que se le explique que esta actividad requiere un seguimiento constante. Incluso en un clima no demasiado frío, es imposible poner leña en la estufa una vez y “olvidarse” de ella. Si coloca demasiada madera, la casa se calentará. Y después de que se acabe el combustible, la casa se enfriará rápidamente de todos modos. Quiera o no, para mantener una temperatura agradable, debe agregar constantemente un poco de leña. Y en heladas severas, el horno no se puede dejar desatendido ni siquiera durante 3-4 horas. Si no quiere despertarse en una habitación fría por la mañana, tenga la amabilidad de ir a la estufa al menos una vez por noche ...

Por supuesto, no tenía ningún deseo de trabajar como bombero. Entonces, inmediatamente comencé a pensar en una forma más conveniente de calentar. Por supuesto, si fuera imposible utilizar gas o electricidad, solo un moderno sistema de calefacción de combustible sólido podría convertirse en esta forma, consistente en una caldera de combustible sólido, un acumulador de calor y la automatización más simple para encender y apagar la bomba de recirculación.

¿Por qué una caldera moderna es mejor que una estufa convencional? Ocupa mucho menos espacio, se puede poner más combustible en él, proporciona una mejor combustión de este combustible a carga máxima y, teóricamente, se puede usar para dejar la mayor parte del calor en la casa y no liberarse en la chimenea.Pero a diferencia de una estufa, una caldera de combustible sólido es prácticamente imposible de usar sin un acumulador de calor. Estoy escribiendo sobre esto con tanto detalle, porque conozco a muchas personas que han intentado calentar una casa con tales calderas, conectándolas directamente a las tuberías de calefacción. No hicieron nada bueno.

¿Qué es un acumulador de calor o, como también se le llama, un tanque intermedio? En el caso más simple, es solo un gran barril de agua, cuyas paredes tienen un buen aislamiento térmico. La caldera calienta el agua de este barril en dos o tres horas de funcionamiento. Y luego esta agua caliente circula por el sistema de calefacción hasta que se enfría. A medida que se enfría, es necesario volver a encender la caldera. Cualquier soldador puede hacer fácilmente el acumulador de calor más simple. Pero después de pensarlo brevemente, abandoné esta idea y compré una ya hecha. Desde que vivo en Ucrania, recurrí y nunca me arrepentí: aquí los tanques de acumulación se fabrican de manera profesional y muy eficiente.

Dependiendo del volumen del acumulador de calor, la potencia de la caldera y la cantidad de calor que necesita la casa, la caldera debe calentarse no constantemente, sino una o dos veces al día, o incluso una vez cada dos o tres días.

Cálculo del volumen del tanque de compensación de la caldera.

La solución más óptima a este problema será la asignación de su implementación a los ingenieros de calefacción. El cálculo del volumen del acumulador de calor para todo el sistema de calefacción de una casa privada requiere tener en cuenta varios factores que solo ellos conocen. A pesar de esto, los cálculos preliminares se pueden realizar de forma independiente. Para ello, además de los conocimientos generales de física y matemáticas, necesitarás una calculadora y una hoja de papel en blanco.

Encontramos los siguientes datos

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• potencia de la caldera, kW;
• tiempo de combustión activa del combustible;
• potencia térmica de calefacción de la casa, kW;
• Eficiencia de la caldera;
• temperatura en la tubería de suministro y "retorno".

Consideremos un ejemplo de cálculo preliminar. El área calentada es de 200 m 2. El tiempo de combustión activa de la caldera es de 8 horas, la temperatura del refrigerante durante el calentamiento es de 90 ° C, en el circuito de retorno es de 40 ° C.La potencia térmica estimada de las habitaciones calentadas es 10 kW. Con estos datos iniciales, el dispositivo de calefacción recibirá 80 kW (10 × 8) de energía.

Calculamos la capacidad tampón de una caldera de combustible sólido por la capacidad calorífica del agua.

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donde: m es la masa de agua en el tanque (kg); Q es la cantidad de calor (W); ∆t es la diferencia entre la temperatura del agua en las tuberías de suministro y retorno (° С); 1.163 es la capacidad calorífica específica del agua (W / kg ° С) ...

Cálculo de la capacidad tampón de una caldera de combustible sólido.

Sustituyendo los números en la fórmula, obtenemos 1375 kg de agua o 1.4 m 3 (80,000 / 1.163 × 50). Por lo tanto, para un sistema de calefacción de una casa con un área de 200 m 2, es necesario instalar un TA con una capacidad de 1,4 m 3. Conociendo esta figura, puede ir con seguridad a la tienda y ver qué acumulador de calor es aceptable.

Las dimensiones, el precio, el equipamiento y el fabricante ya son fácilmente identificables. Comparando los factores conocidos, no es difícil hacer una selección preliminar de un acumulador de calor para un hogar. Este cálculo es relevante en el caso de que la casa esté construida, el sistema de calefacción ya se haya instalado. El resultado del cálculo mostrará si es necesario desmontar las puertas debido a las dimensiones del TA. Luego de evaluar la posibilidad de instalarlo en un lugar permanente, se realiza el cálculo final del acumulador de calor para la caldera de combustible sólido instalada en el sistema.

Después de recopilar datos sobre el sistema de calefacción, realizamos cálculos utilizando la fórmula

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donde: W es la cantidad de calor necesaria para calentar el refrigerante; m es la masa de agua; c es la capacidad calorífica; ∆t es la temperatura de calentamiento del agua;

Además, necesita el valor de k: la eficiencia de la caldera.

De la fórmula (1) encontramos la masa: m = W / (c × ∆t) (2)

Dado que se conoce la eficiencia de la caldera, refinamos la fórmula (1) y obtenemos W = m × c × ∆t × k (3) a partir de la cual encontramos la masa de agua actualizada m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Consideremos cómo calcular un acumulador de calor para una casa. Se instala una caldera de 20 kW en el sistema de calefacción (indicado en los datos del pasaporte). La pestaña de combustible se quema en 2,5 horas. Para calentar una casa, necesita 8,5 kW / 1 hora de energía. Esto significa que durante el quemado de un marcador, se obtendrán 20 × 2.5 = 50 kW

La calefacción de espacios consumirá 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

El exceso de calor producido 50 - 21,5 = 28,5 kW se almacena en el TA.

La temperatura a la que se calienta el refrigerante es de 35 ° C. (La diferencia de temperatura en las tuberías de suministro y retorno. Determinada por medición durante el funcionamiento del sistema de calefacción). Sustituyendo los valores buscados en la fórmula (4), obtenemos 28500 / (0.8 × 1.163 × 35) = 874.5 kg

Esta cifra significa que para almacenar el calor generado por la caldera es necesario disponer de 875 kg de portador de calor. Para hacer esto, necesita un tanque de compensación para todo el sistema con un volumen de 0,875 m 3. Estos cálculos livianos facilitan la elección de un acumulador de calor para calentar calderas.

Consejo. Para un cálculo más preciso del volumen del tanque de compensación, es mejor contactar a un especialista.

Calculadora online

* Si la calculadora muestra 0 (cero), significa que no tiene energía excedente que pueda acumularse.

Se trata de una cifra aproximada, lo más cercana posible a la realidad, sin tener en cuenta variables como: tipo de combustible, eficiencia de la caldera, eficiencia energética del edificio.

Explicaciones

Potencia de la caldera según el pasaporte: cada fabricante lo indica en la documentación del equipo. Si la caldera se fabricó de forma independiente y se desconoce su potencia, se puede determinar de manera aproximada empíricamente. Para una casa con un área de 100 m2, una caldera de 10 kW es suficiente.... Si su unidad hace frente a la tarea de calentar su casa, con una carga promedio del horno, tome el área de esta habitación como valor principal y determine la potencia. Debe comprender que estos serán datos muy promedio, excluyendo la pérdida de calor, la eficiencia energética del edificio, etc.

La energía que necesita para calentar su hogar. Ésta es la energía que se necesita para mantener la temperatura requerida. Lo calcula un especialista en base a fórmulas complejas y muchas variables. Por ejemplo, una casa de 100m2 requiere 8,5 kW de energía por hora. Nuevamente, esta es una cifra muy promedio.

Temperatura del portador de calor, suministro y retorno. La diferencia entre estos números será el excedente que debe conservarse.

Capacidad calorífica del agua. Este es un valor tabular, que es 4,19 kJ / kg × ° C o 1,164 W × h. Participa en los cálculos y es un valor estadístico.