Calcul du volume de l'accumulateur de chaleur pour chauffer une maison privée

Caractéristiques de l'installation d'accumulateurs de chaleur

Tous les travaux d'installation sont effectués selon un projet préalablement approuvé conformément aux recommandations du fabricant de l'équipement de chauffage.

Dans ce cas, les caractéristiques des travaux d'installation doivent être prises en compte:

1. La surface du réservoir de stockage doit être isolée de la perte de chaleur sans faute.
2. Les thermomètres doivent être installés sur les conduites à travers lesquelles l'eau circule (sortie et entrée).
3. Les réservoirs d'accumulateurs d'un volume supérieur à 500 litres dans la plupart des cas ne passent pas par la porte. Dans de tels cas, une conception pliable doit être utilisée ou plusieurs batteries d'un plus petit volume doivent être installées.
4. Au point le plus bas du réservoir, l'installation d'un canal de drainage n'interférera pas. Il est pratique lorsque vous devez vider complètement l'eau.
5. Il est conseillé d'installer des crépines sur les canalisations par lesquelles l'eau pénètre dans le conteneur. Ils empêcheront les grosses inclusions de pénétrer à l'intérieur (tartre de soudage, minéraux qui se sont introduits dans le système, etc.).
6. Si une soupape d'échappement d'air n'est pas fournie dans la partie supérieure du réservoir, elle doit être installée au point supérieur du tuyau de sortie.
7. Un manomètre et une soupape de sécurité doivent être installés sur la ligne à côté de la batterie.

Si vous êtes propriétaire d'une chaudière à combustible solide et que vous n'avez pas encore acheté de dispositif de stockage de chaleur, pensez-y. Vous prolongerez non seulement la durée de vie de votre équipement de chauffage, mais vous économiserez également considérablement sur le carburant.

Fonctionnalité des accumulateurs de chaleur

Le principe de fonctionnement de l'équipement est que pendant le fonctionnement de la chaudière, une partie de la chaleur est utilisée pour chauffer le liquide de refroidissement du réservoir supplémentaire. Le ballon connecté a une bonne isolation thermique et conserve parfaitement la chaleur reçue. Une fois la chaudière arrêtée, l'eau du système de chauffage se refroidit et les dispositifs de commande mettent en marche la pompe fournissant de l'eau chaude à partir du réservoir de stockage.

Ces cycles se poursuivent tant que la température de l'eau dans le réservoir supplémentaire reste suffisamment élevée. La durée totale de fonctionnement du système sans allumer la chaudière dépend du volume du réservoir supplémentaire. En pratique, il permet de chauffer des pièces de plusieurs heures à 2 jours.

L'accumulateur de chaleur remplit les fonctions suivantes:

1. Il accumule la chaleur provenant de la chaudière du système et la restitue au fil du temps pour chauffer les pièces de la pièce.
2. Empêche la possibilité de surchauffe de la chaudière en évacuant l'excès de chaleur de l'échangeur.
3. Vous permet de combiner facilement différents appareils de chauffage (électrique, gaz, combustible solide) dans un système commun.
4. Aide à améliorer les performances des équipements de chauffage, à réduire la consommation de carburant et à améliorer l'efficacité.
5. Dans les systèmes avec chaudières à combustible solide, il vous permet d'exclure la surveillance constante de l'état de l'équipement de chauffage. En chauffant le liquide de refroidissement dans un réservoir supplémentaire, les propriétaires peuvent oublier la nécessité de charger constamment du carburant dans la chaudière.
6. C'est une source d'eau chaude pour les besoins domestiques.

Schéma du système de chauffage

La rentabilité d'un système de chauffage avec un accumulateur de chaleur peut être considérée avec cet exemple.

Supposons qu'une chaudière de 10 kW soit installée dans le système de chauffage. Toutes les 3 heures, il est nécessaire de charger du bois de chauffage. Cela ne rentre en aucun cas dans les plans des propriétaires. Afin d'allonger les intervalles entre les charges, il est nécessaire d'utiliser une chaudière de plus grande capacité. Mais dans ce cas, l'ébullition du liquide de refroidissement est possible, car le système n'aura pas le temps d'évacuer toute la chaleur générée.

Le raccordement d'un accumulateur de chaleur d'une capacité d'environ 200 litres résout facilement le problème.L'équipement permet d'accumuler 110 kW d'énergie à condition que la chaudière soit complètement et fréquemment chargée. Par la suite, la chaleur accumulée maintiendra une température ambiante confortable pendant environ 10 heures. La chaudière n'a pas besoin d'être chargée en combustible pendant tout ce temps.

Qu'est-ce qu'une capacité tampon d'accumulateur de chaleur et son objectif?

Le but de l'accumulateur de chaleur (TA) sera plus facile à décrire à l'aide de plusieurs exemples de tâches.

Première tâche. Le système de chauffage est basé sur une chaudière à combustible solide. Il n'est pas possible de surveiller en permanence la température du liquide de refroidissement à l'alimentation et de jeter du bois de chauffage à temps, de sorte que la température d'alimentation dépasse celle dont nous avons besoin ou diminue en dessous de la norme. Comment maintenir la température requise du liquide de refroidissement?

La deuxième tâche. La maison est chauffée avec une chaudière électrique. L'approvisionnement en électricité est à deux tarifs. Comment réduire les coûts énergétiques en diminuant la consommation d'énergie le jour et en augmentant la nuit?

La troisième tâche. Il existe un système de chauffage dans lequel la chaleur est générée par des générateurs de chaleur fonctionnant avec différents types de combustibles et d'énergie, par exemple. gaz, électricité, énergie solaire (capteurs solaires), énergie du sol (pompe à chaleur). Comment assurer leur fonctionnement efficace sans perte de chaleur générée, quand il n'y en a pas besoin, tout en fournissant de la chaleur à la maison pendant la période de pointe de consommation d'énergie?

Ne pas entrer trop profondément dans la théorie de l'ingénierie thermique, pour tous les problèmes une solution se propose sous la forme de l'installation d'un réservoir tampon dans le système, qui servirait de réservoir pour le liquide de refroidissement et dans lequel sa température serait maintenue à un niveau. C'est précisément une telle capacité tampon qu'un accumulateur de chaleur est. Pour résoudre ces problèmes, l'accumulateur de chaleur est généralement inclus "dans la coupure" du système avec la formation de la chaudière et des circuits de chauffage. Un schéma classique de l'inclusion d'un accumulateur de chaleur dans le système de chauffage est illustré dans la figure ci-dessous.

Figure. Schéma de principe de la mise en service d'un ballon tampon (accumulateur de chaleur)

Les différentes manières de connecter le ballon tampon au système de chauffage se trouvent dans l'article "Schémas de raccordement d'un accumulateur de chaleur".

Actuellement, les accumulateurs de chaleur sont le plus souvent utilisés dans les systèmes de chauffage avec des chaudières à combustible solide. Dans ces systèmes, l'utilisation d'un accumulateur de chaleur permet de charger moins souvent du combustible, pour assurer un apport thermique confortable, quelles que soient les fluctuations de la température du fluide caloporteur à la sortie de la chaudière. Souvent, les réservoirs tampons sont installés avec des chaudières électriques pour économiser de l'argent en raison d'un taux de nuit réduit et dans des systèmes combinés avec l'utilisation simultanée de chaudières à combustible solide et électriques. Un accumulateur de chaleur (TA) est utile dans les systèmes et avec les chaudières à gaz, en particulier lorsque la puissance thermique minimale de la chaudière dépasse la charge thermique de l'installation. En raison des périodes plus longues de "chargement" du TA (chauffage du liquide de refroidissement), il est possible d'éviter "l'horloge" de la chaudière.

En plus d'être utilisé comme réservoir tampon, le TA remplit la fonction d'un collecteur à faibles pertes. Cette propriété de l'accumulateur de chaleur est particulièrement recherchée dans les systèmes avec des générateurs de chaleur fonctionnant sur différents types d'énergie (y compris alternative). En règle générale, ces sources de chaleur fonctionnent sur des caloporteurs spéciaux qui ne permettent pas le mélange avec d'autres types, nécessitent une température et un régime hydraulique uniques, souvent incompatibles avec les modes du circuit de chauffage (radiateur, chauffage par le sol). Par exemple, la plage de température d'une pompe à chaleur est généralement

5 ° C, et dans la boucle de distribution de chaleur, la plage de température peut être beaucoup plus large (10-20 ° C). Pour séparer les circuits, l'accumulateur de chaleur peut être équipé d'échangeurs de chaleur intégrés supplémentaires.

Schémas de câblage et de connexion

En tant que source de chaleur supplémentaire, par exemple, au lieu d'une chaudière électrique, un chauffage électrique tubulaire (TEN) peut être utilisé. Dans la plupart des modèles modernes, il est déjà prévu pour son installation au moyen d'une bride ou d'un accouplement. En installant un élément chauffant dans le tuyau de dérivation correspondant, vous pouvez remplacer partiellement la chaudière électrique ou encore une fois ne pas allumer une chaudière à combustible solide.

Il est important de comprendre qu'il s'agit de schémas de câblage simplifiés et non complets. Pour assurer le contrôle, la comptabilité et la sécurité du système, un groupe de sécurité est installé à l'alimentation de la chaudière. De plus, il est important de veiller au fonctionnement du CO en cas de coupure de courant, car il n'y a pas assez d'énergie pour alimenter la pompe de circulation à partir du thermocouple des chaudières non volatiles. Le manque de circulation du liquide de refroidissement et l'accumulation de chaleur dans l'échangeur de chaleur de la chaudière entraîneront très probablement une rupture du circuit et une vidange d'urgence du système, il est possible que la chaudière brûle.

Par conséquent, pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de veiller à assurer le fonctionnement du système au moins jusqu'à ce que le signet soit complètement grillé. Pour cela, on utilise un générateur dont la puissance est choisie en fonction des caractéristiques de la chaudière et de la durée de combustion de 1 insert combustible.

Comment calculer le volume d'un accumulateur de chaleur

Si vous le souhaitez, il est facile de trouver des méthodes de calcul du volume d'un accumulateur de chaleur sur Internet, mais aucune d'entre elles ne me convenait.

Certains "experts" recommandent de multiplier la puissance maximale de la chaudière existante en kilowatts par un certain facteur, et ce facteur sur différents sites diffère deux fois ou plus - de 25 à 50. À mon avis, c'est un non-sens complet. Tout simplement parce que le résultat obtenu n'a rien à voir avec votre habitation particulière, ni vos souhaits quant à la fréquence à laquelle vous souhaitez chauffer la chaudière.

Une technique normale prend en compte tous les facteurs: le climat de votre région, l'isolation thermique de la maison et vos idées sur le confort. De manière amiable, ce calcul devra également être effectué plusieurs fois pour différentes conditions de température, et sélectionner le volume maximum de l'accumulateur de chaleur. Et, en passant, la puissance de la chaudière dans la méthode correcte est obtenue à la suite de calculs, et non selon le principe «ce que c'était, il a été livré comme ça». Mais tout cela est assez compliqué et convient mieux aux chaufferies et non aux ménages privés.

Je l'ai fait beaucoup plus facilement. J'ai fait le calcul de l'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide comme suit.

1. Il est nécessaire d'estimer la quantité de chaleur requise par la maison par jour. C'est la partie la plus difficile et la plus responsable du travail. Encore une fois, vous pouvez vous plonger dans les calculs (dans les manuels des universités de construction, vous pouvez trouver toutes les techniques nécessaires).Mais, si possible, il est plus facile et plus fiable d'effectuer une mesure directe - simplement en chauffant la maison par temps froid et en mesurant la quantité de combustible utilisée. Ma maison est relativement petite - un peu moins de 100 mètres carrés. m, et assez chaud. Par conséquent, il s'est avéré qu'à une température extérieure d'environ 0 degré, pour maintenir une température confortable, 50 kW * h sont nécessaires avec une marge solide, pour - 10 degrés - 100 kW * h, pour - 20 degrés - 150 kW * h.
2. Le choix d'une chaudière est très simple. Les chaudières les plus courantes ont une puissance d'environ 25 kW et à partir d'une charge maximale donnent cette puissance pendant environ 3 heures. Par conséquent, un petit bois donne environ 75 kWh de chaleur. Pour une température nulle, par conséquent, même une charge complète sera trop pour moi. Et pour -20 degrés, il suffira de chauffer 2 fois par jour. J'étais assez satisfait de cette option.
3. Maintenant, le volume réel de l'accumulateur de chaleur. La capacité thermique de l'eau est de 4,2 kJ par litre et par degré. la température maximale dans l'accumulateur de chaleur est de 95 degrés, la température confortable de l'eau dans le système de chauffage est de 55 degrés. Autrement dit, 40 degrés de différence. En d'autres termes, 1 litre d'eau dans un accumulateur de chaleur peut stocker 168 kJ de chaleur, soit 46 Wh. Et 1000 litres, respectivement - 46 kWh. Il s'ensuit que pour conserver la chaleur d'une pleine charge de la chaudière, j'ai besoin d'un accumulateur de chaleur pour 1500 litres. Tout cela avec une marge. En fait, il en faut un peu moins, mais après avoir étudié les prix des réservoirs tampons, j'ai décidé de l'ignorer.

Ce calcul signifie que dans les fortes gelées, je dois chauffer la chaudière deux fois par jour et dans les gelées très violentes trois fois. De plus, cela doit être fait uniformément tout au long de la journée: matin et soir ou matin, en début de soirée et avant le coucher. Et quand il n'y a pas de gros gel, je ne déclenche la chaudière qu'une seule fois - à tout moment de la journée.

Bien sûr, si vous installez un accumulateur de chaleur encore plus grand, vous pouvez rendre votre vie encore plus confortable. Mais ici, nous devons déjà faire face au fait qu'un grand baril a besoin de beaucoup d'espace.

Prenons un exemple de calcul pour deux tâches.

Téléchargez le fichier Excel pour un calcul rapide de l'accumulateur de chaleur pour vos paramètres: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Il y a deux tâches pour calculer un accumulateur de chaleur:

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Avantages et inconvénients

Un système de chauffage avec accumulateur de chaleur, dans lequel une installation à combustible solide sert de source de chaleur, présente de nombreux avantages:

• Amélioration des conditions de confort dans la maison, car après la combustion du combustible, le système de chauffage continue de chauffer la maison avec de l'eau chaude du réservoir. Il n'est pas nécessaire de se lever au milieu de la nuit et de charger une partie de bois de chauffage dans la chambre de combustion.
• La présence d'un récipient protège la chemise d'eau de la chaudière de l'ébullition et de la destruction. Si l'électricité est soudainement coupée ou si les têtes thermostatiques installées sur les radiateurs coupent le liquide de refroidissement en raison de l'atteinte de la température souhaitée, la source de chaleur chauffera l'eau du réservoir. Pendant ce temps, l'alimentation électrique peut reprendre ou le générateur diesel démarrera.
• L'alimentation en eau froide de la conduite de retour à l'échangeur de chaleur en fonte chauffée au rouge après un démarrage soudain de la pompe de circulation est exclue.
• Les accumulateurs de chaleur peuvent être utilisés comme diviseurs hydrauliques dans le système de chauffage (flèches hydrauliques). Cela rend le fonctionnement de toutes les branches du circuit indépendant, ce qui permet des économies supplémentaires d'énergie thermique.

Le coût plus élevé de l'installation de l'ensemble du système et les exigences pour le placement de l'équipement sont les seuls inconvénients de l'utilisation des réservoirs de stockage. Cependant, ces investissements et inconvénients seront suivis de coûts d'exploitation minimes à long terme.

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Schéma de séparation hydraulique

Un autre schéma de raccordement, plus complexe, implique une alimentation électrique ininterrompue. Si cela n'est pas possible, il est alors nécessaire de prévoir une connexion au réseau via une alimentation sans coupure. Une autre option consiste à utiliser des centrales électriques diesel ou à essence. Dans le cas précédent, le raccordement de l'accumulateur de chaleur à la chaudière à combustible solide était indépendant, c'est-à-dire que le système pouvait fonctionner séparément du réservoir. Dans ce schéma, l'accumulateur agit comme un réservoir tampon (séparateur hydraulique). Une unité de mélange spéciale (LADDOMAT) est intégrée dans le circuit primaire à travers lequel l'eau circule lorsque la chaudière est allumée.

Connexion d'un accumulateur de chaleur à une chaudière à combustible solide

Éléments de bloc:

• pompe de circulation;
• vanne thermostatique à trois voies;
• clapet anti-retour;
• puisard;
• Vannes à bille;
• dispositifs de contrôle de la température.

Différences par rapport au schéma précédent - tous les appareils sont rassemblés dans un seul bloc et le liquide de refroidissement va au réservoir et non au système de chauffage. Le principe de fonctionnement de l'unité d'agitation reste inchangé. Une telle tuyauterie d'une chaudière à combustible solide avec un accumulateur de chaleur vous permet de connecter autant de branches de chauffage que vous le souhaitez à la sortie du réservoir. Par exemple, pour alimenter des radiateurs et des systèmes de chauffage au sol ou à air. De plus, chaque branche possède sa propre pompe de circulation. Tous les circuits sont séparés hydrauliquement, l'excès de chaleur de la source est accumulé dans le réservoir et utilisé en cas de besoin.

Calcul de la capacité de l'accumulateur de chaleur

La méthodologie de calcul peut être différente selon le schéma d'application. Voici un tableau de calcul approximatif:

1. Détermination de la charge maximale de carburant. Par exemple, la chambre de combustion peut contenir 20 kg de bois de chauffage. 1 kg de bois de chauffage est capable de libérer 3,5 kWh d'énergie. Ainsi, lors de la combustion d'un signet de bois de chauffage, la chaudière donnera 20 3,5 = 70 kWh de chaleur. Le temps nécessaire à la gravure d'un signet complet peut être déterminé de manière empirique ou calculé. Si la puissance de la chaudière est, par exemple, 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Température du caloporteur dans le système de chauffage. Si le système est déjà installé, il suffit de mesurer la température à l'entrée et à la sortie et de déterminer la perte de chaleur.
3. Détermination de la fréquence de téléchargement souhaitée. Par exemple, le chargement est possible le matin et le soir, mais il n'est pas possible de faire l'entretien de la chaudière le jour et la nuit.

Calcul du stockage de chaleur

Si, pendant une heure, la perte de chaleur d'une pièce, par exemple, est de 6,7 kW, elle sera de 160 kW par jour. Dans cet exemple, il s'agit d'un peu plus de deux remplissages de carburant. Comme il a été défini ci-dessus, un onglet de bois de chauffage brûle pendant environ 3 heures, libérant 70 kWh d'énergie thermique.

Le besoin de chauffage de la maison est de 6,7 3 = 20,1 kWh, la réserve du réservoir de stockage sera de 70-20,1 = 49,9, soit environ 50 kWh. Cette énergie sera suffisante pour une période de 50: 6,7 - soit environ 7 heures, ce qui signifie que deux collations complètes et une incomplète sont nécessaires par jour.

Sur la base de ces calculs, après avoir envisagé plusieurs options, nous nous arrêtons à ceci: à 23 heures, un chargement incomplet est effectué, à 6 heures et 18 heures - plein. Si vous dessinez un graphique du niveau de charge de l'accumulateur de chaleur, vous pouvez voir que la charge maximale tombe sur 60 kWh à 9 heures du matin.

Puisque 1 kWh = 3600 kJ, la réserve devrait être de 60 3600 = 216000 kJ d'énergie thermique. La réserve de température (la différence entre l'indicateur d'eau maximum et le débit requis) est de 95-57 = 38 ° С. Capacité calorifique de l'eau 4,187 kJ. Ainsi, 216000 / (4,18738) = 1350 kg. Dans ce cas, le volume requis de l'accumulateur de chaleur sera de 1,35 m3.

L'exemple considéré donne une idée générale de la façon dont la capacité du réservoir de stockage est calculée. Dans chaque cas individuel, il est nécessaire de prendre en compte les particularités du système de chauffage et les conditions de son fonctionnement.

Caractéristiques de l'installation d'un accumulateur de chaleur

Avant d'installer l'équipement, une conception détaillée doit être établie. Il est nécessaire de prendre en compte toutes les exigences des fabricants d'équipements de chauffage. Lors de l'installation du réservoir de stockage, les règles suivantes doivent être respectées:

• La surface du conteneur doit avoir une isolation thermique fiable.
• Des thermomètres doivent être installés à l'entrée et à la sortie pour surveiller la température de l'eau.
• Le plus souvent, les réservoirs volumétriques ne rentrent pas dans l'embrasure de la porte. S'il n'est pas possible de faire entrer le réservoir avant la fin de la construction, vous devrez utiliser une version pliable ou plusieurs réservoirs plus petits.
• Un filtre grossier est souhaitable sur le tuyau d'entrée.
• Une soupape de sécurité et un manomètre doivent être installés à proximité du réservoir. Il devrait également y avoir une soupape de purge d'air dans le réservoir lui-même.
• Il doit être possible de vidanger l'eau du réservoir.

L'utilisation d'un accumulateur de chaleur dans un système avec une chaudière à combustible solide augmente l'efficacité du générateur de chaleur et sa durée de vie, et permet également une consommation de carburant plus économique. La possibilité d'une charge de combustible plus rare rend l'utilisation de la chaudière de chauffage plus pratique pour le consommateur. Le calcul de la capacité requise du réservoir de stockage doit tenir compte du type de chaudière, des caractéristiques du système de chauffage et des conditions de son fonctionnement.

Malgré la simplicité de l'appareil, et l'évidence des avantages de l'utilisation d'accumulateurs de chaleur, ce type d'équipement n'est pas encore très courant. Dans cet article, nous allons essayer de parler de ce qu'est un accumulateur de chaleur et des avantages qu'il apporte avec son utilisation dans les systèmes de chauffage.

Choisir un accumulateur de chaleur

TA choisir lors de la conception d'un système de chauffage. Les chauffagistes vous aideront à choisir le bon accumulateur de chaleur. Mais, s'il est impossible d'utiliser leurs services, vous devrez choisir vous-même. Ce n'est pas difficile à faire.

Accumulateur de chaleur pour chaudière à combustible solide

Les principaux critères de sélection de cet appareil sont considérés comme les suivants

:

• pression dans le système de chauffage;
• le volume du réservoir tampon;
• dimensions extérieures et poids;
• équiper d'échangeurs de chaleur supplémentaires;
• la possibilité d'installer des appareils supplémentaires.

La pression d'eau (pression) dans le système de chauffage est l'indicateur principal. Plus il est haut, plus il fait chaud dans la pièce chauffée. Compte tenu de ce paramètre, lors du choix d'un accumulateur de chaleur pour chaudières à combustible solide, une attention particulière est portée à la pression maximale qu'il peut supporter.L'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide illustré sur la photo est en acier inoxydable et peut résister à une pression d'eau élevée.

Volume tampon. La capacité de stocker la chaleur pour le système de chauffage pendant le fonctionnement en dépend. Plus il est grand, plus la chaleur s'accumule dans le récipient. Ici, vous devez tenir compte du fait qu'il est inutile d'augmenter la limite à l'infini. Mais si l'eau est inférieure à la norme, l'appareil ne remplira tout simplement pas la fonction d'accumulation de chaleur qui lui est assignée. Par conséquent, pour le bon choix d'un accumulateur de chaleur, il sera nécessaire de calculer sa capacité tampon. Il sera montré un peu plus tard comment il est exécuté.

Dimensions extérieures et poids. Ce sont également des indicateurs importants lors du choix d'une AT. Surtout dans une maison déjà construite. Lorsque le calcul de l'accumulateur de chaleur pour le chauffage est effectué, la livraison sur le lieu d'installation est effectuée, il peut y avoir un problème avec l'installation elle-même. En termes de dimensions globales, il peut tout simplement ne pas rentrer dans une ouverture de porte standard. De plus, des TA de grande capacité (à partir de 500 litres) sont installés sur une fondation séparée. Un appareil massif rempli d'eau deviendra encore plus lourd. Ces nuances doivent être prises en compte. Mais il est facile de trouver une issue. Dans ce cas, deux accumulateurs de chaleur sont achetés pour les chaudières à combustible solide avec un volume total de réservoirs tampons égal à celui calculé pour l'ensemble du système de chauffage.

Equipé d'échangeurs de chaleur supplémentaires. En l'absence de système d'ECS dans la maison, son propre circuit de chauffage d'eau dans la chaudière, il vaut mieux acheter immédiatement un TA avec des échangeurs de chaleur supplémentaires. Pour ceux qui vivent dans les régions du sud, il sera utile de connecter un capteur solaire à un TA, qui deviendra une source de chaleur supplémentaire gratuite dans la maison. Un simple calcul du système de chauffage montrera combien d'échangeurs de chaleur supplémentaires il est souhaitable d'avoir dans l'accumulateur de chaleur.

Possibilité d'installer des appareils supplémentaires. Cela implique l'installation d'éléments chauffants (radiateurs électriques tubulaires), d'instruments (instrumentation), de soupapes de sécurité et d'autres dispositifs qui assurent le fonctionnement ininterrompu et sûr du ballon tampon dans l'appareil. Par exemple, en cas d'amortissement d'urgence de la chaudière, la température dans le système de chauffage sera maintenue par des éléments chauffants. Selon le volume de chauffage des locaux, ils peuvent ne pas créer une température confortable, mais le dégivrage du système sera forcément évité. La présence d'instruments vous permettra de prêter attention aux éventuels dysfonctionnements du système de chauffage en temps opportun.

Important. Lors du choix d'un accumulateur de chaleur pour le chauffage, faites attention à son isolation thermique. La conservation de la chaleur obtenue en dépend.

Application d'accumulateurs de chaleur

Il existe plusieurs méthodes pour calculer le volume d'un réservoir. L'expérience pratique montre qu'en moyenne, 25 litres d'eau sont nécessaires pour chaque kilowatt d'équipement de chauffage. L'efficacité des chaudières à combustible solide, qui comprend un système de chauffage avec un accumulateur de chaleur, augmente à 84%. En nivelant les pics de combustion, jusqu'à 30% des ressources énergétiques sont économisées.

Lors de l'utilisation de réservoirs pour l'alimentation en eau chaude sanitaire, il n'y a pas d'interruptions pendant les heures de pointe. La nuit, lorsque les besoins sont réduits à zéro, le liquide de refroidissement dans le réservoir accumule de la chaleur et le matin répond à nouveau à tous les besoins.

L'isolation thermique fiable de l'appareil avec de la mousse de polyuréthane (mousse de polyuréthane) aide à maintenir la température. De plus, il est possible d'installer des éléments chauffants, ce qui permet de «rattraper» rapidement la température souhaitée en cas d'urgence.

Vue en coupe de l'accumulateur de chaleur

Le stockage de chaleur est recommandé dans les cas:

• grand besoin d'approvisionnement en eau chaude. Dans un chalet, où vivent plus de 5 personnes, et deux salles de bain sont installées, c'est une véritable façon d'améliorer les conditions de vie;
• lors de l'utilisation de chaudières à combustible solide.Les accumulateurs facilitent le fonctionnement des équipements de chauffage à l'heure de la plus grande charge, éliminent l'excès de chaleur, empêchent l'ébullition et augmentent également le temps entre le remplissage du combustible solide;
• lors de l'utilisation de l'énergie électrique à des tarifs distincts pour la journée et la nuit;
• dans les cas où des batteries solaires ou éoliennes sont installées pour stocker l'énergie électrique;
• lors de l'utilisation de pompes de circulation dans le système d'alimentation en chaleur.

Ce système est parfait pour les pièces chauffées avec des radiateurs ou un chauffage par le sol. Ses avantages sont qu'il est capable de stocker de l'énergie provenant de différentes sources. Le système d'alimentation combiné vous permet de choisir l'option la plus optimale pour générer de la chaleur pendant une période de temps donnée.

Caractéristiques de la conception de l'accumulateur de chaleur

L'appareil est un récipient cylindrique en acier inoxydable ou en acier noir. Les dimensions du conteneur dépendent de son volume, qui varie de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de milliers de litres. En raison des volumes importants, un tel dispositif est difficile à placer dans une chaufferie existante, il doit donc souvent être complété. Il existe des modèles avec isolation thermique d'usine et des conteneurs sans elle.

Lors de l'installation de l'accumulateur de chaleur, il faut garder à l'esprit que l'épaisseur de l'isolation est de 10 cm.Après cela, une enveloppe en cuir est placée sur le dessus du réservoir. À l'intérieur du réservoir, il y a un liquide de refroidissement qui, lorsque le carburant est brûlé dans la chaudière, se réchauffe rapidement et conserve la chaleur pendant une longue période grâce à une couche d'isolation. Après avoir arrêté le fonctionnement de la chaudière, l'accumulateur cède sa chaleur à la pièce et la chauffe. Pour cette raison, la chaudière n'aura pas besoin d'être allumée aussi souvent qu'avant.

Selon leur conception, les capacités de l'accumulateur de chaleur sont:

• avec une chaudière située à l'intérieur. Cette conception a été créée pour fournir aux logements de l'eau chaude provenant d'une source autonome;
• avec un ou deux échangeurs de chaleur;
• vide (pas de liquide de refroidissement).

Des trous filetés sont prévus pour connecter le dispositif de stockage à la chaudière et au système de chauffage de la maison.

Contexte

Il se trouve qu'il y a quelque temps, j'ai acheté une maison privée à quelque distance de la civilisation. L'éloignement de la civilisation est principalement déterminé par le fait qu'il n'y a pas du tout de gaz là-bas. Et la puissance autorisée de la connexion électrique ne fournit pas la capacité technique de chauffer la maison à l'électricité. La seule véritable source de chaleur en hiver est l'utilisation de combustibles solides. En d'autres termes, la maison était équipée d'un poêle que l'ancien propriétaire chauffait au bois et au charbon.

Si quelqu'un a de l'expérience dans l'utilisation du poêle, il n'a pas besoin de lui expliquer que cette activité nécessite une surveillance constante. Même par temps pas trop froid, il est impossible de mettre du bois de chauffage une fois dans le poêle et de «l'oublier». Si vous mettez trop de bois, la maison deviendra chaude. Et une fois le combustible brûlé, la maison se refroidira rapidement de toute façon. Bon gré mal gré, pour maintenir une température confortable, vous devez constamment ajouter un peu de bois de chauffage. Et en cas de fortes gelées, le four ne peut pas être laissé sans surveillance, même pendant 3-4 heures. Si vous ne voulez pas vous réveiller dans une chambre froide le matin, ayez la gentillesse d'aller au poêle au moins une fois par nuit ...

Bien sûr, je n'avais aucune envie de travailler comme pompier. Et j'ai donc immédiatement commencé à réfléchir à un moyen de chauffage plus pratique. Bien sûr, s'il était impossible d'utiliser le gaz ou l'électricité, seul un système de chauffage à combustible solide moderne pourrait le devenir, composé d'une chaudière à combustible solide, d'un accumulateur de chaleur et de l'automatisation la plus simple pour allumer et éteindre la pompe de recirculation.

Pourquoi une chaudière moderne est-elle meilleure qu'un poêle conventionnel? Cela prend beaucoup moins de place, vous pouvez y mettre plus de carburant, cela permet une meilleure combustion de ce carburant à charge maximale, et théoriquement, il peut être utilisé pour laisser la majeure partie de la chaleur dans la maison, et ne pas être rejeté dans la cheminée.Mais contrairement à un poêle, une chaudière à combustible solide est pratiquement impossible à utiliser sans accumulateur de chaleur. J'écris à ce sujet avec tant de détails, car je connais beaucoup de gens qui ont essayé de chauffer une maison avec de telles chaudières, en les connectant directement aux tuyaux de chauffage. Ils n'ont rien fait de bien.

Qu'est-ce qu'un accumulateur de chaleur ou, comme on l'appelle aussi, un ballon tampon? Dans le cas le plus simple, il ne s'agit que d'un gros baril d'eau dont les parois sont bien isolées. La chaudière chauffe l'eau de ce baril en deux à trois heures de fonctionnement. Et puis cette eau chaude circule dans le système de chauffage jusqu'à ce qu'elle refroidisse. En refroidissant, la chaudière doit être rallumée. L'accumulateur de chaleur le plus simple peut être facilement réalisé par n'importe quel soudeur. Mais j'ai, après une courte réflexion, abandonné cette idée et en ai acheté une toute faite. Depuis que je vis en Ukraine, je me suis tourné vers et je ne l'ai jamais regretté: ici les réservoirs d'accumulation sont fabriqués de manière professionnelle et de très haute qualité.

En fonction du volume de l'accumulateur de chaleur, de la puissance de la chaudière et de la quantité de chaleur dont la maison a besoin, la chaudière n'a pas besoin d'être chauffée en permanence, mais une ou deux fois par jour, voire une fois tous les deux ou trois jours.

Calcul du volume du ballon tampon de la chaudière

La solution la plus optimale à ce problème sera l'attribution de sa mise en œuvre aux chauffagistes. Le calcul du volume de l'accumulateur de chaleur pour l'ensemble du système de chauffage d'une maison privée nécessite de prendre en compte divers facteurs connus d'eux seuls. Malgré cela, les calculs préliminaires peuvent être effectués indépendamment. Pour cela, en plus des connaissances générales en physique et en mathématiques, vous aurez besoin d'une calculatrice et d'une feuille de papier vierge.

On retrouve les données suivantes

:

• puissance de la chaudière, kW;
• temps de combustion du carburant actif;
• puissance thermique de chauffage de la maison, kW;
• Efficacité de la chaudière;
• température dans le tuyau d'alimentation et "retour".

Prenons un exemple de calcul préliminaire. La surface chauffée est de 200 m 2. Le temps de combustion active de la chaudière est de 8 heures, la température du liquide de refroidissement pendant le chauffage est de 90 ° C, dans le circuit de retour est de 40 ° C.La puissance thermique estimée des pièces chauffées est 10 kW. Avec de telles données initiales, l'appareil de chauffage recevra 80 kW (10 × 8) d'énergie.

Nous calculons la capacité tampon d'une chaudière à combustible solide par la capacité calorifique de l'eau

:

où: m est la masse d'eau dans le réservoir (kg); Q est la quantité de chaleur (W); ∆t est la différence entre la température de l'eau dans les tuyaux d'alimentation et de retour (° С); 1,163 est le capacité thermique spécifique de l'eau (W / kg ° С) ...

Calcul de la capacité tampon d'une chaudière à combustible solide

En remplaçant les nombres de la formule, nous obtenons 1375 kg d'eau ou 1,4 m 3 (80 000 / 1,163 × 50). Ainsi, pour un système de chauffage d'une maison d'une superficie de 200 m 2, il est nécessaire d'installer un TA d'une capacité de 1,4 m 3. Connaissant ce chiffre, vous pouvez vous rendre en toute sécurité au magasin et voir quel accumulateur de chaleur est acceptable.

Les dimensions, le prix, l'équipement, le fabricant sont déjà facilement identifiables. En comparant les facteurs connus, il n'est pas difficile de faire une sélection préliminaire d'un accumulateur de chaleur pour une maison. Ce calcul est pertinent dans le cas où la maison est construite, le système de chauffage a déjà été installé. Le résultat du calcul montrera s'il est nécessaire de démonter les portes en raison des dimensions du TA. Après avoir évalué la possibilité de l'installer dans un endroit permanent, le calcul final de l'accumulateur de chaleur pour la chaudière à combustible solide installée dans le système est effectué.

Après avoir collecté des données sur le système de chauffage, nous effectuons des calculs à l'aide de la formule

:

où: W est la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le liquide de refroidissement; m est la masse d'eau; c est la capacité thermique; ∆t est la température de chauffage de l'eau;

De plus, vous avez besoin de la valeur de k - le rendement de la chaudière.

À partir de la formule (1), nous trouvons la masse: m = W / (c × ∆t) (2)

Le rendement de la chaudière étant connu, on raffine la formule (1) et on obtient W = m × c × ∆t × k (3) à partir de laquelle on trouve la masse d'eau mise à jour m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Voyons comment calculer un accumulateur de chaleur pour une maison. Une chaudière de 20 kW est installée dans le système de chauffage (indiqué dans les données du passeport). La languette de carburant brûle en 2,5 heures. Pour chauffer une maison, vous avez besoin de 8,5 kW / 1 heure d'énergie. Cela signifie que lors de la combustion d'un signet, 20 × 2,5 = 50 kW seront obtenus

Le chauffage des locaux consommera 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

La chaleur excédentaire produite 50 - 21,5 = 28,5 kW est stockée dans le TA.

La température à laquelle le liquide de refroidissement est chauffé est de 35 ° C (La différence de température dans les tuyaux d'alimentation et de retour. Déterminée par mesure pendant le fonctionnement du système de chauffage). En substituant les valeurs recherchées dans la formule (4), on obtient 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Ce chiffre signifie que pour stocker la chaleur générée par la chaudière, il est nécessaire de disposer de 875 kg de caloporteur. Pour ce faire, vous avez besoin d'un réservoir tampon pour l'ensemble du système avec un volume de 0,875 m 3. Ces calculs légers facilitent le choix d'un accumulateur de chaleur pour le chauffage des chaudières.

Conseils. Pour un calcul plus précis du volume du réservoir tampon, il est préférable de contacter un spécialiste.

Calculatrice en ligne

* Si la calculatrice affiche 0 (zéro), cela signifie que vous n'avez pas d'énergie excédentaire à accumuler.

Il s'agit d'un chiffre approximatif, aussi proche que possible de la réalité, sans prendre en compte des variables telles que: le type de combustible, l'efficacité de la chaudière, l'efficacité énergétique du bâtiment.

Explications

Puissance de la chaudière selon le passeport - chaque fabricant l'indique à partir de la documentation de l'équipement. Si la chaudière a été fabriquée indépendamment et que sa puissance est inconnue, elle peut être approximativement déterminée empiriquement. Pour une maison d'une superficie de 100 m2, une chaudière de 10 kW suffit... Si votre appareil fait face à la tâche de chauffer votre maison, avec une charge moyenne de la chambre de combustion, prenez la superficie de cette pièce comme valeur principale et déterminez la puissance. Vous devez comprendre qu'il s'agira de données très moyennes, hors perte de chaleur, efficacité énergétique du bâtiment, etc.

La puissance dont vous avez besoin pour chauffer votre maison. Il s'agit de l'énergie nécessaire pour maintenir la température requise. Il est calculé par un spécialiste sur la base de formules complexes et de nombreuses variables. Par exemple, une maison de 100 m2 nécessite 8,5 kW d'énergie par heure. Encore une fois, c'est un chiffre très moyen.

Température du caloporteur, alimentation et retour. La différence entre ces chiffres sera le surplus qui doit être préservé.

Capacité calorifique de l'eau. Il s'agit d'une valeur tabulaire, qui est de 4,19 kJ / kg × ° C ou 1,164 W × h. Il participe aux calculs et constitue une valeur statistique.