Calcolo del volume dell'accumulatore di calore per il riscaldamento di una casa privata

Caratteristiche dell'installazione di accumulatori di calore

Tutti i lavori di installazione vengono eseguiti secondo un progetto precedentemente approvato in conformità con le raccomandazioni del produttore di apparecchiature di riscaldamento.

In questo caso, è necessario tenere conto delle caratteristiche del lavoro di installazione:

1. La superficie del serbatoio di accumulo deve essere assolutamente isolata dalle perdite di calore.
2. I termometri devono essere installati su tubazioni attraverso le quali circola l'acqua (uscita e ingresso).
3. I serbatoi di accumulo con un volume superiore a 500 litri nella maggior parte dei casi non passano attraverso la porta. In questi casi, è necessario utilizzare strutture pieghevoli o installare diverse batterie di volume inferiore.
4. Nel punto più basso del serbatoio, l'installazione di un canale di drenaggio non interferirà. È utile quando devi scaricare completamente l'acqua.
5. Si consiglia di installare filtri sulle tubazioni attraverso le quali l'acqua entra nel contenitore. Impediranno l'ingresso di grosse inclusioni (incrostazioni dovute alla saldatura, minerali che sono entrati nel sistema, ecc.).
6. Se una valvola di scarico dell'aria non è prevista nella parte superiore del serbatoio, deve essere installata nel punto superiore del tubo di uscita.
7. Un manometro e una valvola di sicurezza devono essere installati sulla linea accanto alla batteria.

Se sei il proprietario di una caldaia a combustibile solido e non hai ancora acquistato un dispositivo di accumulo di calore, pensaci. Non solo prolungherai la vita delle tue apparecchiature di riscaldamento, ma risparmierai anche in modo significativo sul carburante.

Funzionalità degli accumulatori di calore

Il principio di funzionamento dell'apparecchiatura è che durante il funzionamento della caldaia, parte del calore viene utilizzata per riscaldare il liquido di raffreddamento dal serbatoio aggiuntivo. Il serbatoio collegato ha un buon isolamento termico e trattiene perfettamente il calore ricevuto. Dopo lo spegnimento della caldaia, l'acqua nell'impianto di riscaldamento si raffredda ei dispositivi di controllo accendono la pompa che fornisce acqua calda dal serbatoio di accumulo.

Questi cicli continuano finché la temperatura dell'acqua nel serbatoio aggiuntivo rimane sufficientemente alta. Il tempo di funzionamento totale dell'impianto senza accendere la caldaia dipende dal volume del serbatoio aggiuntivo. In pratica, consente di riscaldare ambienti da diverse ore a 2 giorni.

L'accumulatore di calore svolge le seguenti funzioni:

1. Accumula calore proveniente dalla caldaia dell'impianto e lo rilascia nel tempo per riscaldare gli ambienti della stanza.
2. Previene la possibilità di surriscaldamento della caldaia togliendo il calore in eccesso dallo scambiatore.
3. Consente di combinare facilmente diversi dispositivi di riscaldamento (elettrico, gas, combustibile solido) in un sistema comune.
4. Aiuta a migliorare le prestazioni delle apparecchiature di riscaldamento, riducendo il consumo di carburante e migliorando l'efficienza.
5. Nei sistemi con caldaie a combustibile solido, consente di escludere il monitoraggio costante dello stato delle apparecchiature di riscaldamento. Riscaldando il liquido di raffreddamento in un serbatoio aggiuntivo, i proprietari di case possono dimenticare la necessità di caricare costantemente il carburante nella caldaia.
6. È una fonte di acqua calda per le necessità domestiche.

Schema impianto di riscaldamento

Con questo esempio si può considerare quanto sia redditizio un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore.

Supponiamo che nell'impianto di riscaldamento sia installata una caldaia da 10 kW. Ogni 3 ore è necessario caricare la legna da ardere. Questo non si adatta ai piani dei proprietari di casa. Per allungare gli intervalli tra i carichi è necessario utilizzare una caldaia di capacità maggiore. Ma in questo caso, è possibile l'ebollizione del liquido di raffreddamento, poiché il sistema non avrà il tempo di portare via tutto il calore generato.

Il collegamento di un accumulatore di calore con una capacità di circa 200 litri risolve facilmente il problema.L'apparecchiatura consente di accumulare 110 kW di energia a condizione che la caldaia sia completamente e frequentemente caricata. Successivamente, il calore accumulato manterrà una temperatura ambiente confortevole per circa 10 ore. Il caricamento della caldaia con il carburante non è necessario per tutto questo tempo.

Che cos'è la capacità del buffer di un accumulatore di calore e il suo scopo.

Lo scopo dell'accumulatore di calore (TA) sarà più facile da descrivere utilizzando diversi compiti di esempio.

Il primo compito. L'impianto di riscaldamento è realizzato sulla base di una caldaia a combustibile solido. Non è possibile monitorare costantemente la temperatura del liquido di raffreddamento alla fornitura e lanciare legna da ardere in tempo, a causa della quale la temperatura di alimentazione supera quella di cui abbiamo bisogno, quindi scende al di sotto della norma. Come mantenere la temperatura del liquido di raffreddamento richiesta?

Il secondo compito. La casa è riscaldata con boiler elettrico. La fornitura di elettricità è a due tariffe. Come ridurre i costi energetici riducendo il consumo di energia durante il giorno e aumentando di notte?

Il terzo compito. Esiste un sistema di riscaldamento in cui il calore viene generato da generatori di calore che funzionano con vari tipi di combustibile ed energia, ad esempio. gas, elettricità, energia solare (collettori solari), energia terrestre (pompa di calore). Come garantire il loro funzionamento efficiente senza perdita di calore generato, quando non ce n'è bisogno, fornendo calore alla casa durante il periodo di picco del consumo energetico?

Senza addentrarci troppo nella teoria dell'ingegneria del calore, per tutti i problemi si propone una soluzione sotto forma di installazione di un serbatoio di accumulo nel sistema, che fungerebbe da serbatoio per il liquido di raffreddamento e in cui la sua temperatura sarebbe mantenuta a livello. È proprio una tale capacità tampone che è un accumulatore di calore. Per risolvere questi problemi, l'accumulatore di calore viene solitamente inserito "nella rottura" del sistema con la formazione della caldaia e dei circuiti di riscaldamento. Nella figura seguente è mostrato uno schema convenzionale dell'inclusione di un accumulatore di calore nel sistema di riscaldamento.

Figura. Diagramma schematico dell'accensione di un serbatoio tampone (accumulatore di calore)

Le varie modalità di collegamento dell'accumulatore tampone all'impianto di riscaldamento si trovano nell'articolo "Schemi di collegamento dell'accumulatore di calore".

Attualmente, gli accumulatori di calore sono più spesso utilizzati nei sistemi di riscaldamento con caldaie a combustibile solido. In questi sistemi, l'uso di un accumulatore di calore consente di caricare il combustibile meno spesso, per fornire una comoda fornitura di calore indipendentemente dalle fluttuazioni della temperatura del liquido di raffreddamento all'uscita della caldaia. Spesso vengono installati serbatoi di accumulo con caldaie elettriche per risparmiare grazie a una tariffa notturna ridotta e in sistemi combinati con l'utilizzo simultaneo di caldaie a combustibile solido ed elettriche. Un accumulatore di calore (TA) è utile negli impianti e con caldaie a gas, soprattutto quando la potenza termica minima della caldaia supera il carico termico dell'impianto. A causa dei lunghi periodi di "caricamento" del TA (riscaldamento del liquido di raffreddamento), è possibile evitare l '"orologio" della caldaia.

Oltre ad essere utilizzato come serbatoio di accumulo, il TA svolge la funzione di collettore a basse perdite. Questa proprietà dell'accumulatore di calore è particolarmente richiesta negli impianti con generatori di calore funzionanti con diversi tipi di energia (anche alternativa). Di norma, queste fonti di calore funzionano su portatori di calore speciali che non consentono la miscelazione con altri tipi, richiedono una temperatura unica e un regime idraulico, che spesso è incompatibile con le modalità del circuito di riscaldamento (radiatore, riscaldamento a pavimento). Ad esempio, l'intervallo di temperatura di una pompa di calore è solitamente

5 ° C e nel circuito di distribuzione del calore l'intervallo di temperatura può essere molto più ampio (10-20 ° C). Per separare i circuiti, l'accumulatore di calore può essere dotato di scambiatori di calore integrati aggiuntivi.

Schemi elettrici e di collegamento

Come fonte aggiuntiva di calore, ad esempio, al posto di una caldaia elettrica, è possibile utilizzare un riscaldatore elettrico tubolare (TEN). Nella maggior parte dei modelli moderni, è già previsto per la sua installazione mediante flangia o giunto. Installando un elemento riscaldante nel tubo di derivazione corrispondente, è possibile sostituire parzialmente la caldaia elettrica o ancora una volta fare a meno di accendere una caldaia a combustibile solido.

È importante capire che si tratta di schemi elettrici semplificati e non completi. Per garantire il controllo, la contabilità e la sicurezza del sistema, un gruppo di sicurezza è installato sull'alimentazione della caldaia. Inoltre, è importante prendersi cura del funzionamento del CO in caso di interruzione di corrente, da allora non c'è abbastanza energia per alimentare la pompa di circolazione dalla termocoppia delle caldaie non volatili. La mancanza di circolazione del liquido di raffreddamento e l'accumulo di calore nello scambiatore di calore della caldaia molto probabilmente porterà a una rottura del circuito e uno svuotamento di emergenza del sistema, è possibile che la caldaia si bruci.

Pertanto, per motivi di sicurezza, è necessario assicurarsi di garantire il funzionamento del sistema almeno fino a quando il segnalibro non è completamente bruciato. Per questo, viene utilizzato un generatore, la cui potenza viene selezionata in base alle caratteristiche della caldaia e alla durata della combustione di 1 inserto di carburante.

Come calcolare il volume di un accumulatore di calore

Se lo si desidera, è facile trovare metodi per calcolare il volume di un accumulatore di calore su Internet, ma nessuno di questi mi andava bene.

Alcuni "esperti" consigliano di moltiplicare la potenza massima della caldaia esistente in chilowatt per qualche fattore, e questo fattore in diversi siti differisce due volte o più - da 25 a 50. Secondo me, questa è una totale assurdità. Semplicemente perché il risultato ottenuto non ha nulla a che vedere con la tua casa in particolare, o con i tuoi desideri di quanto spesso vuoi riscaldare la caldaia.

Una tecnica normale tiene conto di tutti i fattori: il clima nella tua zona, l'isolamento termico della casa e le tue idee sul comfort. In modo amichevole, anche questo calcolo dovrà essere eseguito molte volte per diverse condizioni di temperatura e selezionare il volume massimo dell'accumulatore di calore. E, a proposito, la potenza della caldaia nel metodo corretto è ottenuta come risultato di calcoli, e non secondo il principio "quello che era, è stato consegnato in questo modo". Ma tutto ciò è piuttosto complicato ed è più adatto per i locali caldaie e non per le famiglie private.

L'ho fatto molto più facilmente. Ho fatto il calcolo dell'accumulatore di calore per una caldaia a combustibile solido come segue.

1. È necessario stimare la quantità di calore richiesta dalla casa al giorno. Questa è la parte più difficile e responsabile del lavoro. Ancora una volta, puoi approfondire i calcoli (nei libri di testo per le università di costruzione, puoi trovare tutte le tecniche necessarie).Ma, se possibile, è più facile e più affidabile eseguire una misurazione diretta, semplicemente riscaldando la casa quando fa freddo e misurando la quantità di carburante utilizzato. La mia casa è relativamente piccola - poco meno di 100 mq. m, e abbastanza caldo. Pertanto, si è scoperto che a una temperatura esterna di circa 0 gradi, per mantenere una temperatura confortevole, sono necessari 50 kW * h con un margine solido, per - 10 gradi - 100 kW * h, per - 20 gradi - 150 kW * h.
2. La scelta di una caldaia è molto semplice. Le caldaie più comuni hanno una potenza di circa 25 kW e da un carico massimo danno questa potenza per circa 3 ore. Pertanto, un'accensione fornisce circa 75 kWh di calore. A temperatura zero, quindi, anche un pieno carico sarà troppo per me. E per -20 gradi, sarà sufficiente riscaldare 2 volte al giorno. Sono rimasto abbastanza soddisfatto di questa opzione.
3. Ora il volume effettivo dell'accumulatore di calore. La capacità termica dell'acqua è di 4,2 kJ per litro per grado. la temperatura massima nell'accumulatore di calore è di 95 gradi, la temperatura confortevole dell'acqua nell'impianto di riscaldamento è di 55 gradi. Cioè, 40 gradi di differenza. In altre parole, 1 litro di acqua in un accumulatore di calore può immagazzinare 168 kJ di calore, o 46 Wh. E 1000 litri, rispettivamente - 46 kWh. Ne consegue che per trattenere il calore da un pieno carico della caldaia, ho bisogno di un accumulatore di calore da 1500 litri. Tutto questo con un margine. In effetti, ci vuole un po 'meno, ma dopo aver studiato i prezzi dei serbatoi tampone, ho deciso di ignorarlo.

Questo calcolo significa che in caso di forti gelate devo riscaldare la caldaia due volte al giorno e in caso di gelate molto forti devo riscaldarlo tre volte. Inoltre, questo dovrebbe essere fatto in modo uniforme durante il giorno: al mattino e alla sera o al mattino, all'inizio della sera e prima di coricarsi. E quando non c'è un grande gelo, accendo la caldaia solo una volta, in qualsiasi momento della giornata.

Certo, se metti un accumulatore di calore ancora più grande, puoi rendere la tua vita ancora più confortevole. Ma qui dobbiamo già affrontare il fatto che una grande botte ha bisogno di molto spazio.

Consideriamo un esempio di calcolo per due attività.

Scarica il file Excel per un rapido calcolo dell'accumulatore di calore per i tuoi parametri: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Esistono due attività per il calcolo di un accumulatore di calore:

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Vantaggi e svantaggi

Un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore, in cui un impianto a combustibile solido funge da fonte di calore, presenta molti vantaggi:

• Migliorando le condizioni di comfort in casa, poiché dopo che il carburante si è bruciato, il sistema di riscaldamento continua a riscaldare la casa con l'acqua calda dal serbatoio. Non è necessario alzarsi nel cuore della notte e caricare una porzione di legna da ardere nel focolare.
• La presenza di un contenitore protegge la camicia d'acqua della caldaia dall'ebollizione e dalla distruzione. Se l'elettricità viene improvvisamente interrotta o le teste termostatiche installate sui radiatori interrompono il liquido di raffreddamento a causa del raggiungimento della temperatura desiderata, la fonte di calore riscalderà l'acqua nel serbatoio. Durante questo periodo, l'alimentazione elettrica potrebbe riprendere o il generatore diesel verrà avviato.
• È esclusa la fornitura di acqua fredda dalla tubazione di ritorno allo scambiatore di calore in ghisa rovente dopo un avvio improvviso della pompa di circolazione.
• Gli accumulatori di calore possono essere utilizzati come divisori idraulici nel sistema di riscaldamento (frecce idrauliche). Ciò rende indipendente il funzionamento di tutti i rami del circuito, con un ulteriore risparmio di energia termica.

Il costo maggiore di installazione dell'intero sistema e i requisiti per il posizionamento delle apparecchiature sono gli unici svantaggi dell'utilizzo di serbatoi di stoccaggio. Tuttavia, questi investimenti e inconvenienti saranno seguiti da costi operativi minimi a lungo termine.

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Schema di separazione idraulica

Un altro schema di connessione più complesso implica una fornitura ininterrotta di elettricità. Se ciò non è possibile, è necessario prevedere la connessione alla rete tramite un gruppo di continuità. Un'altra opzione è utilizzare centrali elettriche diesel o benzina. Nel caso precedente, il collegamento dell'accumulatore di calore alla caldaia a combustibile solido era indipendente, ovvero il sistema poteva funzionare separatamente dal serbatoio. In questo schema, l'accumulatore funge da serbatoio di accumulo (separatore idraulico). Una speciale unità di miscelazione (LADDOMAT) è incorporata nel circuito primario attraverso il quale circola l'acqua all'accensione della caldaia.

Collegamento di un accumulatore di calore a una caldaia a combustibile solido

Elementi di blocco:

• pompa di circolazione;
• valvola termostatica a tre vie;
• valvola di ritegno;
• pozzetto;
• Valvole a sfera;
• dispositivi di controllo della temperatura.

Differenze dallo schema precedente: tutti i dispositivi sono assemblati in un blocco e il liquido di raffreddamento va al serbatoio e non al sistema di riscaldamento. Il principio di funzionamento dell'unità di agitazione rimane invariato. Una tale tubazione di una caldaia a combustibile solido con un accumulatore di calore consente di collegare tutti i rami di riscaldamento desiderati all'uscita dal serbatoio. Ad esempio per alimentare radiatori e impianti di riscaldamento a pavimento o ad aria. Inoltre, ogni ramo ha la propria pompa di circolazione. Tutti i circuiti sono separati idraulicamente, il calore in eccesso dalla sorgente viene accumulato nel serbatoio e utilizzato quando necessario.

Calcolo della capacità dell'accumulatore di calore

La metodologia di calcolo può essere diversa a seconda dello schema di applicazione. Ecco una tabella di calcolo approssimativa:

1. Determinazione del carico massimo di carburante. Ad esempio, il focolare contiene 20 kg di legna da ardere. 1 kg di legna da ardere è in grado di rilasciare 3,5 kWh di energia. Pertanto, quando si brucia un segnalibro di legna da ardere, la caldaia darà 20 3,5 = 70 kWh di calore. Il tempo necessario per la masterizzazione di un segnalibro completo può essere determinato empiricamente o calcolato. Se la potenza della caldaia è, ad esempio, 25 kW 70:25 = 2,8 h.
2. Temperatura del portatore di calore nell'impianto di riscaldamento. Se il sistema è già installato, è sufficiente misurare la temperatura in ingresso e in uscita e determinare la perdita di calore.
3. Determinazione della frequenza di download desiderata. Ad esempio, il caricamento è possibile al mattino e alla sera, ma non è possibile eseguire la manutenzione della caldaia durante il giorno e la notte.

Calcolo dell'accumulatore di calore

Se, per un'ora, la perdita di calore di una stanza, ad esempio, è di 6,7 kW, al giorno sarà di 160 kW. In questo esempio, si tratta di poco più di due rifornimenti di carburante. Come è stato definito sopra, una scheda di legna da ardere brucia per circa 3 ore, liberando 70 kWh di energia termica.

Il fabbisogno di riscaldamento della casa è di 6,7 3 = 20,1 kWh, la riserva del bollitore sarà di 70-20,1 = 49,9, cioè circa 50 kWh. Questa energia sarà sufficiente per un periodo di 50: 6,7 - questo è di circa 7 ore Ciò significa che sono necessari due spuntini completi e uno incompleto al giorno.

Sulla base di questi calcoli, dopo aver considerato diverse opzioni, ci fermeremo a questo: alle 23 viene effettuato un caricamento incompleto, alle 6.00 e alle 18.00 - pieno. Se tracci un grafico del livello di carica dell'accumulatore di calore, puoi vedere che la carica massima cade su 60 kWh alle 9 del mattino.

Poiché 1 kWh = 3600 kJ, la riserva dovrebbe essere 60 3600 = 216000 kJ di energia termica. La riserva di temperatura (la differenza tra l'indicatore di massima acqua e la portata richiesta) è 95-57 = 38 ° С. Capacità termica dell'acqua 4.187 kJ. Quindi, 216000 / (4,18738) = 1350 kg. In questo caso, il volume richiesto dell'accumulatore di calore sarà di 1,35 m3.

L'esempio considerato fornisce un'idea generale di come viene calcolata la capacità del serbatoio di stoccaggio. In ogni caso, è necessario tenere conto delle peculiarità dell'impianto di riscaldamento e delle condizioni del suo funzionamento.

Caratteristiche dell'installazione di un accumulatore di calore

Prima di installare l'apparecchiatura, è necessario redigere un progetto dettagliato. È necessario tenere conto di tutti i requisiti dei produttori di apparecchiature di riscaldamento. Durante l'installazione del bollitore, è necessario osservare le seguenti regole:

• La superficie del contenitore deve avere un isolamento termico affidabile.
• I termometri devono essere installati all'ingresso e all'uscita per monitorare la temperatura dell'acqua.
• I serbatoi volumetrici molto spesso non si adattano alla porta. Se non è possibile portare il serbatoio prima della fine della costruzione, dovrai utilizzare una versione pieghevole o diversi serbatoi più piccoli.
• È preferibile un filtro grossolano sul tubo di ingresso.
• Vicino al serbatoio devono essere installati una valvola di sicurezza e un manometro. Dovrebbe esserci anche una valvola di sfiato dell'aria nel serbatoio stesso.
• Deve essere possibile scaricare l'acqua dal serbatoio.

L'uso di un accumulatore di calore in un sistema con una caldaia a combustibile solido aumenta l'efficienza del generatore di calore e la sua durata e consente anche un consumo di carburante più economico. La possibilità di caricare meno frequentemente il combustibile rende più comodo per il consumatore l'utilizzo della caldaia. Il calcolo della capacità richiesta del bollitore deve tener conto del tipo di caldaia, delle caratteristiche dell'impianto di riscaldamento e delle condizioni del suo funzionamento.

Nonostante la semplicità del dispositivo e gli ovvi vantaggi dell'utilizzo di accumulatori di calore, questo tipo di apparecchiatura non è ancora molto comune. In questo articolo proveremo a parlare di cos'è un accumulatore di calore e dei vantaggi che porta con il suo utilizzo negli impianti di riscaldamento.

Scegliere un accumulatore di calore

TA sceglie quando progetta un sistema di riscaldamento. I tecnici del riscaldamento ti aiuteranno a scegliere il giusto accumulatore di calore. Ma, se è impossibile utilizzare i loro servizi, dovrai scegliere tu stesso. Questo non è difficile da fare.

Accumulatore di calore per caldaia a combustibile solido

I criteri principali per la selezione di questo dispositivo sono considerati i seguenti

:

• pressione nell'impianto di riscaldamento;
• il volume del serbatoio di accumulo;
• dimensioni e peso esterni;
• dotato di scambiatori di calore aggiuntivi;
• la possibilità di installare dispositivi aggiuntivi.

La pressione dell'acqua (pressione) nel sistema di riscaldamento è l'indicatore principale. Più è alto, più è caldo nella stanza riscaldata. Considerando questo parametro, nella scelta di un accumulatore di calore per caldaie a combustibile solido, si presta attenzione alla pressione massima che può sopportare.L'accumulatore di calore per una caldaia a combustibile solido mostrato nella foto è realizzato in acciaio inossidabile e può resistere ad alta pressione dell'acqua.

Volume tampone. La capacità di immagazzinare calore per l'impianto di riscaldamento durante il funzionamento dipende da questo. Più è grande, più calore si accumulerà nel contenitore. Qui è necessario tenere conto del fatto che è inutile aumentare il limite all'infinito. Ma se l'acqua è inferiore alla norma, il dispositivo semplicemente non eseguirà la funzione di accumulo di calore assegnatagli. Pertanto, per la corretta scelta di un accumulatore di calore, sarà necessario calcolare la sua capacità di accumulo. Verrà mostrato un po 'più tardi come viene eseguito.

Dimensioni esterne e peso. Questi sono anche indicatori importanti quando si sceglie un'AT. Soprattutto in una casa già costruita. Quando viene effettuato il calcolo dell'accumulatore di calore per il riscaldamento, la consegna al sito di installazione è stata eseguita, potrebbe esserci un problema con l'installazione stessa. In termini di dimensioni complessive, potrebbe semplicemente non adattarsi all'apertura di una porta standard. Inoltre, TA di grande capacità (da 500 litri) sono installati su una fondazione separata. Un enorme dispositivo riempito d'acqua diventerà ancora più pesante. Queste sfumature devono essere prese in considerazione. Ma è facile trovare una via d'uscita. In questo caso vengono acquistati due accumulatori di calore per caldaie a combustibile solido con un volume totale di puffer pari a quello calcolato per l'intero impianto di riscaldamento.

Dotata di scambiatori di calore aggiuntivi. In assenza di un impianto sanitario in casa, un proprio circuito di riscaldamento dell'acqua in caldaia, è meglio acquistare subito un TA con scambiatori di calore aggiuntivi. Per chi vive nelle regioni meridionali, sarà utile collegare un collettore solare ad un TA, che diventerà un'ulteriore fonte gratuita di calore in casa. Un semplice calcolo del sistema di riscaldamento mostrerà quanti scambiatori di calore aggiuntivi è desiderabile avere nell'accumulatore di calore.

Possibilità di installare dispositivi aggiuntivi. Ciò implica l'installazione di elementi riscaldanti (resistenze elettriche tubolari), strumentazione (strumentazione), valvole di sicurezza e altri dispositivi che garantiscono il funzionamento ininterrotto e sicuro del serbatoio di accumulo nel dispositivo. Ad esempio, in caso di smorzamento di emergenza della caldaia, la temperatura nell'impianto di riscaldamento sarà mantenuta da elementi riscaldanti. A seconda del volume di riscaldamento dei locali, potrebbero non creare una temperatura confortevole, ma lo sbrinamento del sistema sarà necessariamente impedito. La presenza della strumentazione consentirà di prestare tempestivamente attenzione a possibili malfunzionamenti dell'impianto di riscaldamento.

Importante. Quando si sceglie un accumulatore di calore per il riscaldamento, prestare attenzione al suo isolamento termico. La conservazione del calore ottenuto dipende da questo.

Applicazione di accumulatori di calore

Esistono diversi metodi per calcolare il volume di un serbatoio. L'esperienza pratica mostra che, in media, sono necessari 25 litri di acqua per ogni kilowatt di apparecchiature di riscaldamento. L'efficienza delle caldaie a combustibile solido, che include un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore, aumenta all'84%. Livellando i picchi di combustione si risparmia fino al 30% delle risorse energetiche.

Quando si utilizzano serbatoi per la fornitura di acqua calda sanitaria, non ci sono interruzioni durante le ore di punta. Di notte, quando il fabbisogno è ridotto a zero, il liquido di raffreddamento nel serbatoio accumula calore e al mattino provvede nuovamente a tutto il fabbisogno.

L'affidabile isolamento termico del dispositivo con poliuretano espanso (schiuma di poliuretano) aiuta a mantenere la temperatura. Inoltre, è possibile installare elementi riscaldanti, che aiutano a "recuperare" rapidamente la temperatura desiderata in caso di emergenza.

Vista in sezione dell'accumulatore di calore

Lo stoccaggio del calore è consigliato nei casi:

• grande necessità di fornitura di acqua calda. In un cottage, dove vivono più di 5 persone, e sono installati due bagni, questo è un vero modo per migliorare le condizioni di vita;
• quando si utilizzano caldaie a combustibile solido.Gli accumulatori facilitano il funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento nell'ora di carico maggiore, eliminano il calore in eccesso, prevengono l'ebollizione e aumentano anche il tempo tra il riempimento di combustibile solido;
• quando si utilizza l'energia elettrica a tariffe separate per il giorno e la notte;
• nei casi in cui siano installate batterie solari o eoliche per immagazzinare energia elettrica;
• quando si utilizzano pompe di circolazione nel sistema di fornitura di calore.

Questo sistema è perfetto per ambienti riscaldati con termosifoni o riscaldamento a pavimento. I suoi vantaggi sono che è in grado di immagazzinare energia da diverse fonti. Il sistema di alimentazione combinato consente di scegliere l'opzione più ottimale per generare calore per un determinato periodo di tempo.

Caratteristiche del design dell'accumulatore di calore

Il dispositivo è un contenitore cilindrico in acciaio inossidabile o acciaio nero. Le dimensioni del contenitore dipendono dal suo volume, che varia da alcune centinaia a decine di migliaia di litri. A causa dei grandi volumi, un tale dispositivo è difficile da posizionare in un locale caldaia esistente, quindi spesso deve essere completato. Esistono sia modelli con isolamento termico di fabbrica che container senza di esso.

Quando si installa l'accumulatore di calore, è necessario tenere presente che lo spessore dell'isolamento è di 10 cm, dopodiché viene posizionato un rivestimento in pelle sulla parte superiore del serbatoio. All'interno del serbatoio è presente un liquido di raffreddamento, che, quando il combustibile viene bruciato nella caldaia, si riscalda rapidamente e trattiene il calore a lungo grazie ad uno strato di isolamento. Dopo aver interrotto il funzionamento della caldaia, l'accumulatore cede il suo calore all'ambiente, riscaldandolo. Per questo motivo la caldaia non dovrà essere accesa più spesso come prima.

Secondo il loro design, le capacità dell'accumulatore di calore sono:

• con caldaia posta all'interno. Questo progetto è stato creato per fornire all'alloggio acqua calda da una fonte autonoma;
• con uno o due scambiatori di calore;
• vuoto (senza refrigerante).

Sono previsti fori filettati per il collegamento dell'accumulatore alla caldaia e all'impianto di riscaldamento dell'abitazione.

sfondo

È successo così che tempo fa ho acquistato una casa privata ad una certa distanza dalla civiltà. La lontananza dalla civiltà è determinata principalmente dal fatto che non c'è affatto gas lì. E la potenza consentita del collegamento elettrico non fornisce la capacità tecnica di riscaldare la casa con l'elettricità. L'unica vera fonte di calore in inverno è l'utilizzo di combustibili solidi. In altre parole, la casa era dotata di una stufa, che l'ex proprietario riscaldava con legna e carbone.

Se qualcuno ha esperienza nell'uso della stufa, non è necessario che gli venga spiegato che questa attività richiede un monitoraggio costante. Anche con tempo non troppo freddo, è impossibile mettere la legna nella stufa una volta e "dimenticarsene". Se metti troppa legna, la casa si surriscalda. E dopo che il carburante si sarà esaurito, la casa si raffredderà comunque rapidamente. Volente o nolente, per mantenere una temperatura confortevole, è necessario aggiungere costantemente un po 'di legna da ardere. E in caso di forti gelate, la stufa non può essere lasciata incustodita nemmeno per 3-4 ore. Se non vuoi svegliarti in una stanza fredda la mattina, sii così gentile da andare ai fornelli almeno una volta per notte ...

Ovviamente non avevo voglia di lavorare come pompiere. E così ho subito iniziato a pensare a un modo più conveniente di riscaldare. Certo, se fosse impossibile utilizzare gas o elettricità, solo un moderno impianto di riscaldamento a combustibile solido potrebbe diventare così, costituito da una caldaia a combustibile solido, un accumulatore di calore e la più semplice automazione per l'accensione e lo spegnimento della pompa di ricircolo.

Perché una caldaia moderna è migliore di una stufa tradizionale? Occupa molto meno spazio, può essere messo più carburante, fornisce una migliore combustione di questo carburante al massimo carico e teoricamente può essere utilizzato per lasciare la maggior parte del calore in casa e non essere rilasciato nel camino.Ma a differenza di una stufa, una caldaia a combustibile solido è praticamente impossibile da utilizzare senza un accumulatore di calore. Ne sto scrivendo in modo così dettagliato, perché conosco molte persone che hanno provato a riscaldare una casa con tali caldaie, collegandole direttamente ai tubi del riscaldamento. Non hanno fatto niente di buono.

Cos'è un accumulatore di calore o, come viene anche chiamato, un serbatoio di accumulo? Nel caso più semplice, è solo un grande barile d'acqua, le cui pareti hanno un buon isolamento termico. La caldaia riscalda l'acqua in questo barile in due o tre ore di funzionamento. E poi quest'acqua calda circola attraverso il sistema di riscaldamento fino a quando non si raffredda. Mentre si raffredda, la caldaia deve essere nuovamente accesa. Il più semplice accumulatore di calore può essere facilmente realizzato da qualsiasi saldatore. Ma dopo una breve riflessione, ho rinunciato a questa idea e ne ho comprato uno già pronto. Dato che vivo in Ucraina, mi sono rivolto e non me ne sono mai pentito: qui i serbatoi di accumulo sono realizzati in modo professionale e molto efficiente.

A seconda del volume dell'accumulatore di calore, della potenza della caldaia e di quanto calore necessita la casa, la caldaia deve essere riscaldata non costantemente, ma una o due volte al giorno, o anche una volta ogni due o tre giorni.

Calcolo del volume del serbatoio inerziale della caldaia

La soluzione più ottimale a questo problema sarà l'assegnazione della sua attuazione agli ingegneri del riscaldamento. Il calcolo del volume dell'accumulatore di calore per l'intero sistema di riscaldamento di una casa privata richiede di tenere conto di vari fattori noti solo a loro. Nonostante ciò, i calcoli preliminari possono essere eseguiti in modo indipendente. Per questo, oltre alle conoscenze generali di fisica e matematica, avrai bisogno di una calcolatrice e di un foglio di carta bianco.

Troviamo i seguenti dati

:

• potenza caldaia, kW;
• tempo di combustione del carburante attivo;
• potenza termica del riscaldamento della casa, kW;
• Efficienza della caldaia;
• temperatura nel tubo di mandata e "ritorno".

Consideriamo un esempio di calcolo preliminare. L'area riscaldata è di 200 m 2. Il tempo di combustione attiva della caldaia è di 8 ore, la temperatura del liquido di raffreddamento durante il riscaldamento è di 90 ° C, nel circuito di ritorno è di 40 ° C. La potenza termica stimata degli ambienti riscaldati è 10 kW. Con tali dati iniziali, il dispositivo di riscaldamento riceverà 80 kW (10 × 8) di energia.

Calcoliamo la capacità tampone di una caldaia a combustibile solido dalla capacità termica dell'acqua

:

dove: m è la massa d'acqua nel serbatoio (kg); Q è la quantità di calore (W); ∆t è la differenza tra la temperatura dell'acqua nelle tubazioni di mandata e di ritorno (° С); 1,163 è la capacità termica specifica dell'acqua (W / kg ° С) ...

Calcolo della capacità tampone di una caldaia a combustibile solido

Sostituendo i numeri nella formula, otteniamo 1375 kg di acqua o 1,4 m 3 (80.000 / 1.163 × 50). Pertanto, per un sistema di riscaldamento di una casa con un'area di 200 m 2, è necessario installare un TA con una capacità di 1,4 m 3. Conoscendo questa cifra, puoi tranquillamente andare al negozio e vedere quale accumulatore di calore è accettabile.

Dimensioni, prezzo, attrezzatura, produttore sono già facilmente identificabili. Confrontando i fattori noti, non è difficile effettuare una selezione preliminare di un accumulatore di calore per una casa. Questo calcolo è rilevante nel caso in cui la casa è costruita, il sistema di riscaldamento è già stato installato. Il risultato del calcolo mostrerà se è necessario smontare le porte a causa delle dimensioni del TA. Dopo aver valutato la possibilità di installarlo in un luogo permanente, viene effettuato il calcolo finale dell'accumulatore di calore per la caldaia a combustibile solido installata nell'impianto.

Dopo aver raccolto i dati sull'impianto di riscaldamento, eseguiamo i calcoli utilizzando la formula

:

dove: W è la quantità di calore richiesta per riscaldare il liquido di raffreddamento; m è la massa dell'acqua; c è la capacità termica; ∆t è la temperatura di riscaldamento dell'acqua;

Inoltre, è necessario il valore di k - l'efficienza della caldaia.

Dalla formula (1) troviamo la massa: m = W / (c × ∆t) (2)

Poiché il rendimento della caldaia è noto, affiniamo la formula (1) e otteniamo W = m × c × ∆t × k (3) da cui troviamo la massa d'acqua aggiornata m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Consideriamo come calcolare un accumulatore di calore per una casa. Nell'impianto di riscaldamento è installata una caldaia da 20 kW (indicata nei dati del passaporto). La scheda del carburante si brucia in 2,5 ore. Per riscaldare una casa servono 8,5 kW / 1 ora di energia. Ciò significa che durante la combustione di un segnalibro, si otterranno 20 × 2,5 = 50 kW

Il riscaldamento dell'ambiente consumerà 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Il calore in eccesso prodotto 50 - 21,5 = 28,5 kW viene immagazzinato nel TA.

La temperatura alla quale viene riscaldato il liquido di raffreddamento è di 35 ° C. (La differenza di temperatura nei tubi di mandata e di ritorno. Determinata dalla misurazione durante il funzionamento dell'impianto di riscaldamento). Sostituendo i valori ricercati nella formula (4), otteniamo 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Questa cifra significa che per immagazzinare il calore generato dalla caldaia è necessario avere 875 kg di portatore di calore. Per fare ciò, è necessario un serbatoio di accumulo per l'intero sistema con un volume di 0,875 m 3. Tali calcoli leggeri facilitano la scelta di un accumulatore di calore per caldaie di riscaldamento.

Consigli. Per un calcolo più accurato del volume del serbatoio di accumulo, è meglio contattare uno specialista.

Calcolatrice in linea

* Se la calcolatrice mostra 0 (zero), significa che non hai energia in eccesso da accumulare.

Si tratta di una cifra approssimativa, il più possibile vicina alla realtà, senza tener conto di variabili quali: tipo di combustibile, rendimento caldaia, rendimento energetico dell'edificio.

Spiegazioni

Potenza della caldaia secondo il passaporto: ogni produttore lo indica dalla documentazione dell'attrezzatura. Se la caldaia è stata realizzata in modo indipendente e la sua potenza è sconosciuta, può essere determinata approssimativamente in modo empirico. Per una casa con una superficie di 100 m2, è sufficiente una caldaia da 10 kW... Se la tua unità affronta il compito di riscaldare la tua casa, con un carico medio del forno, prendi l'area di questa stanza come valore principale e determina la potenza. Devi capire che questi saranno dati molto medi, escluse le perdite di calore, l'efficienza energetica dell'edificio, ecc.

La potenza di cui hai bisogno per riscaldare la tua casa. Questa è l'energia necessaria per mantenere la temperatura richiesta. Viene calcolato da uno specialista sulla base di formule complesse e molte variabili. Ad esempio, una casa di 100 m2 richiede 8,5 kW di energia all'ora. Ancora una volta, questa è una cifra molto media.

Temperatura del portatore di calore, mandata e ritorno. La differenza tra questi numeri sarà il surplus che deve essere preservato.

Capacità termica dell'acqua. Questo è un valore tabulare, che è 4,19 kJ / kg × ° C o 1,164 W × h. Prende parte ai calcoli ed è un valore statistico.