Obliczanie objętości akumulatora ciepła do ogrzewania prywatnego domu

Cechy instalacji akumulatorów ciepła

Wszystkie prace instalacyjne wykonywane są według wcześniej zatwierdzonego projektu zgodnie z zaleceniami producenta urządzeń grzewczych.

W takim przypadku należy wziąć pod uwagę cechy prac instalacyjnych:

1. Powierzchnię zasobnika należy bezwzględnie zaizolować przed utratą ciepła.
2. Termometry należy montować na rurociągach, którymi krąży woda (wylot i wlot).
3. Zbiorniki akumulatorów o pojemności większej niż 500 litrów w większości przypadków nie przechodzą przez drzwi. W takich przypadkach należy zastosować składane konstrukcje lub zainstalować kilka baterii o mniejszej pojemności.
4. W najniższym punkcie zbiornika instalacja kanału odwadniającego nie będzie przeszkadzać. Przydaje się, gdy musisz całkowicie spuścić wodę.
5. Zaleca się zainstalowanie filtrów siatkowych na rurociągach, przez które woda wpływa do zbiornika. Zapobiegną przedostawaniu się do wnętrza dużych wtrąceń (zgorzeliny po spawaniu, minerałów, które dostały się do układu itp.).
6. Jeżeli w górnej części kontenera nie ma zaworu odpowietrzającego, należy go zamontować w górnym punkcie rury tłocznej.
7. Na przewodzie obok akumulatora należy zainstalować manometr i zawór bezpieczeństwa.

Jeśli jesteś właścicielem kotła na paliwo stałe i nie kupiłeś jeszcze urządzenia do magazynowania ciepła, pomyśl o tym. Nie tylko przedłużysz żywotność swojego sprzętu grzewczego, ale także znacznie zaoszczędzisz na paliwie.

Funkcjonalność akumulatorów ciepła

Zasada działania urządzenia polega na tym, że podczas pracy kotła część ciepła jest wykorzystywana do podgrzania chłodziwa z dodatkowego zbiornika. Podłączony zbiornik posiada dobrą izolację termiczną i doskonale zatrzymuje odebrane ciepło. Po wyłączeniu kotła woda w instalacji grzewczej schładza się, a urządzenia sterujące włączają pompę dostarczającą ciepłą wodę z zasobnika.

Cykle te trwają tak długo, jak długo temperatura wody w dodatkowym zbiorniku pozostaje wystarczająco wysoka. Całkowity czas pracy instalacji bez włączania kotła zależy od pojemności zbiornika dodatkowego. W praktyce pozwala ogrzewać pomieszczenia od kilku godzin do 2 dni.

Akumulator ciepła spełnia następujące funkcje:

1. Akumuluje ciepło pochodzące z kotła systemowego iz czasem uwalnia je do ogrzania pomieszczeń w pomieszczeniu.
2. Zapobiega przegrzaniu kotła poprzez odprowadzenie nadmiaru ciepła z wymiennika.
3. Pozwala łatwo łączyć różne urządzenia grzewcze (elektryczne, gazowe, na paliwo stałe) we wspólny system.
4. Pomaga poprawić wydajność urządzeń grzewczych, zmniejszając zużycie paliwa i poprawiając wydajność.
5. W układach z kotłami na paliwo stałe pozwala wykluczyć ciągłe monitorowanie stanu urządzeń grzewczych. Podgrzewając chłodziwo w dodatkowym zbiorniku, właściciele domów mogą zapomnieć o konieczności ciągłego ładowania paliwa do kotła.
6. Jest źródłem ciepłej wody na potrzeby bytowe.

Schemat instalacji grzewczej

Na tym przykładzie można rozważyć opłacalność systemu grzewczego z akumulatorem ciepła.

Załóżmy, że w systemie grzewczym zainstalowany jest kocioł o mocy 10 kW. Co 3 godziny konieczne jest ładowanie drewna opałowego. Nie pasuje to w żaden sposób do planów właścicieli domów. Aby wydłużyć odstępy między załadunkami, konieczne jest zastosowanie kotła o większej mocy. Ale w tym przypadku gotowanie chłodziwa jest możliwe, ponieważ system nie będzie miał czasu na odebranie całego wytworzonego ciepła.

Podłączenie akumulatora ciepła o pojemności około 200 litrów w łatwy sposób rozwiązuje problem.Urządzenie pozwala na zgromadzenie 110 kW energii pod warunkiem pełnego i częstego ładowania kotła. Następnie zgromadzone ciepło będzie utrzymywało komfortową temperaturę w pomieszczeniu przez około 10 godzin. Przez cały ten czas ładowanie kotła paliwem nie jest potrzebne.

Co to jest pojemność buforowa akumulatora ciepła i jego przeznaczenie.

Przeznaczenie akumulatora ciepła (TA) będzie łatwiejsze do opisania za pomocą kilku przykładowych zadań.

Pierwsze zadanie. Instalacja grzewcza oparta jest na kotle na paliwo stałe. Nie jest możliwe ciągłe monitorowanie temperatury chłodziwa na zasilaniu i wyrzucanie drewna opałowego na czas, w wyniku czego temperatura zasilania albo przekracza tę, której potrzebujemy, a następnie spada poniżej normy. Jak utrzymać wymaganą temperaturę płynu chłodzącego?

Drugie zadanie. Dom ogrzewany jest kotłem elektrycznym. Dostawa energii elektrycznej odbywa się w dwóch taryfach. Jak obniżyć koszty energii poprzez zmniejszenie zużycia energii w ciągu dnia i zwiększenie jej w nocy?

Trzecie zadanie. Istnieje system grzewczy, w którym ciepło jest wytwarzane przez generatory ciepła pracujące na różnych rodzajach paliwa i energii - na przykład. gaz, prąd, energia słoneczna (kolektory słoneczne), energia ziemska (pompa ciepła). Jak zapewnić ich wydajną pracę bez utraty wytwarzanego ciepła, gdy nie ma takiej potrzeby, jednocześnie zapewniając domowi ciepło w okresie szczytowego zużycia energii?

Nie wchodząc zbyt daleko w teorię ciepłownictwa, dla wszystkich problemów sugeruje się rozwiązanie w postaci zainstalowania w układzie zbiornika buforowego, który służyłby jako rezerwuar chłodziwa iw którym jego temperatura byłaby utrzymywana na zadanym poziomie. poziom. Właśnie taką pojemnością buforową jest akumulator ciepła. Aby rozwiązać te problemy, akumulator ciepła jest zwykle włączany „w przerwie” układu z utworzeniem kotła i obiegów grzewczych. Konwencjonalny schemat włączenia akumulatora ciepła do systemu grzewczego pokazano na poniższym rysunku.

Figa. Schemat ideowy załączenia zbiornika buforowego (akumulatora ciepła)

Różne sposoby podłączenia zbiornika buforowego do instalacji grzewczej można znaleźć w artykule „Schematy podłączenia akumulatora ciepła”.

Obecnie akumulatory ciepła są najczęściej stosowane w systemach grzewczych z kotłami na paliwo stałe. W tych systemach zastosowanie akumulatora ciepła pozwala rzadziej ładować paliwo, zapewniając komfortowy dopływ ciepła niezależnie od wahań temperatury chłodziwa na wylocie z kotła. Często zbiorniki buforowe są instalowane z kotłami elektrycznymi, aby zaoszczędzić pieniądze z powodu obniżonej stawki nocnej oraz w systemach kombinowanych z jednoczesnym użyciem kotłów na paliwo stałe i elektryczne. Akumulator ciepła (TA) jest przydatny w instalacjach i przy kotłach gazowych, zwłaszcza gdy minimalna moc cieplna kotła przekracza obciążenie cieplne obiektu. Dzięki dłuższym okresom „ładowania” TA (podgrzewania chłodziwa) można uniknąć „zegara” kotła.

Oprócz zastosowania jako zbiornik buforowy, TA spełnia również funkcję sprzęgła hydraulicznego. Ta właściwość akumulatora ciepła jest szczególnie pożądana w układach z generatorami ciepła pracującymi na różnych rodzajach energii (w tym alternatywnych). Z reguły te źródła ciepła działają na specjalnych nośnikach ciepła, które nie pozwalają na mieszanie z innymi typami, wymagają wyjątkowej temperatury i reżimu hydraulicznego, co często jest niekompatybilne z trybami obiegu grzewczego (grzejnik, ogrzewanie podłogowe). Na przykład zwykle jest to zakres temperatur pompy ciepła

5 ° C, aw pętli dystrybucji ciepła zakres temperatur może być znacznie większy (10-20 ° C). Aby rozdzielić obiegi, akumulator ciepła można wyposażyć w dodatkowe wbudowane wymienniki ciepła.

Schematy okablowania i połączeń

Uproszczony schemat poglądowy (kliknij, aby powiększyć)	Opis
	Standardowy schemat połączeń „pustych” zbiorników buforowych do kotła na paliwo stałe. Stosuje się go, gdy instalacja grzewcza (w obu obiegach: przed i za zbiornikiem) posiada jeden nośnik ciepła, takie samo dopuszczalne ciśnienie robocze.
	Schemat jest podobny do poprzedniego, ale zakładając montaż termostatycznego zaworu trójdrogowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu można regulować temperaturę urządzeń grzewczych, co pozwala na jeszcze bardziej ekonomiczne wykorzystanie zgromadzonego w zbiorniku ciepła.
	Schemat połączeń dla akumulatorów ciepła z dodatkowymi wymiennikami ciepła. Jak już wspomniano niejednokrotnie, stosuje się go w przypadku, gdy w małym obwodzie ma być zastosowane inne chłodziwo lub wyższe ciśnienie robocze.
	Schemat organizacji zaopatrzenia w ciepłą wodę (jeśli w zbiorniku znajduje się odpowiedni wymiennik ciepła).
	Schemat zakładający wykorzystanie 2 niezależnych źródeł energii cieplnej. W tym przykładzie jest to kocioł elektryczny. Źródła podłącza się w kolejności malejącej głowicy termicznej (od góry do dołu). W przykładzie pierwsze jest główne źródło - kocioł na paliwo stałe, poniżej - pomocniczy kocioł elektryczny.

Jako dodatkowe źródło ciepła, na przykład zamiast kotła elektrycznego, można zastosować rurowy grzejnik elektryczny (TEN). W większości nowoczesnych modeli jest już przewidziany do montażu za pomocą kołnierza lub sprzęgła. Instalując element grzejny w odpowiedniej rurze odgałęzionej, można częściowo wymienić kocioł elektryczny lub ponownie zrobić to bez rozpalania kotła na paliwo stałe.

Ważne jest, aby zrozumieć, że są to uproszczone, a nie pełne schematy połączeń. Aby zapewnić kontrolę, rozliczanie i bezpieczeństwo systemu, na zasilaniu kotła zainstalowana jest grupa bezpieczeństwa. Ponadto ważne jest, aby zadbać o działanie CO w przypadku awarii zasilania, ponieważ nie ma wystarczającej ilości energii do zasilania pompy obiegowej z termopary kotłów nielotnych. Brak cyrkulacji chłodziwa i nagromadzenie ciepła w wymienniku ciepła kotła najprawdopodobniej doprowadzi do zerwania obwodu i awaryjnego opróżnienia instalacji, możliwe jest przepalenie się kotła.

Dlatego ze względów bezpieczeństwa należy zadbać o zapewnienie działania systemu przynajmniej do całkowitego wypalenia zakładki. W tym celu stosuje się generator, którego moc dobiera się w zależności od charakterystyki kotła i czasu spalania 1 wkładu paliwowego.

Jak obliczyć objętość akumulatora ciepła

W razie potrzeby łatwo jest znaleźć metody obliczania objętości akumulatora ciepła w Internecie, ale żadna z nich nie odpowiadała mi.

Niektórzy „eksperci” zalecają pomnożenie maksymalnej mocy istniejącego kotła w kilowatach przez jakiś współczynnik, a ten współczynnik w różnych lokalizacjach różni się dwukrotnie lub więcej - od 25 do 50. Moim zdaniem to kompletna bzdura. Po prostu dlatego, że uzyskany wynik nie ma nic wspólnego z konkretnym domem ani z życzeniami dotyczącymi częstotliwości ogrzewania kotła.

Normalna technika bierze pod uwagę wszystkie czynniki: klimat w Twojej okolicy i izolację cieplną domu oraz Twoje wyobrażenia o komforcie. Polubownie obliczenia te będą musiały być również wykonywane wielokrotnie dla różnych warunków temperaturowych i wybrać maksymalną objętość akumulatora ciepła. Nawiasem mówiąc, moc kotła we właściwej metodzie uzyskuje się w wyniku obliczeń, a nie zgodnie z zasadą „co to było, tak zostało dostarczone”. Ale wszystko to jest dość skomplikowane i bardziej nadaje się do kotłowni, a nie do prywatnych gospodarstw domowych.

Zrobiłem to dużo łatwiej. Wykonałem obliczenia akumulatora ciepła dla kotła na paliwo stałe w następujący sposób.

1. Konieczne jest oszacowanie ilości ciepła, jakiej dom potrzebuje dziennie. To najtrudniejsza i najbardziej odpowiedzialna część pracy. Ponownie możesz zagłębić się w obliczenia (w podręcznikach dla uniwersytetów budowlanych można znaleźć wszystkie niezbędne techniki).Ale jeśli to możliwe, łatwiej i bardziej niezawodnie jest przeprowadzić bezpośredni pomiar - po prostu ogrzewając dom w zimne dni i mierząc ilość zużytego paliwa. Mój dom jest stosunkowo mały - nieco mniej niż 100 mkw. m i dość ciepło. W związku z tym okazało się, że przy temperaturze zewnętrznej około 0 stopni do utrzymania komfortowej temperatury potrzebne jest 50 kW * h z solidnym zapasem, dla - 10 stopni - 100 kW * h, dla - 20 stopni - 150 kW * godz.
2. Wybór kotła jest bardzo prosty. Najpopularniejsze kotły mają moc około 25 kW i od jednego maksymalnego obciążenia dają tę moc na około 3 godziny. Dlatego jedna podpałka daje około 75 kWh ciepła. Dla temperatury zerowej więc nawet jedno pełne obciążenie będzie dla mnie za dużo. A dla -20 stopni wystarczy podgrzać 2 razy dziennie. Byłem całkiem zadowolony z tej opcji.
3. Teraz rzeczywista objętość akumulatora ciepła. Pojemność cieplna wody wynosi 4,2 kJ na litr na stopień. maksymalna temperatura w akumulatorze ciepła wynosi 95 stopni, komfortowa temperatura wody w systemie grzewczym to 55 stopni. To znaczy 40 stopni różnicy. Innymi słowy, 1 litr wody w akumulatorze ciepła może zmagazynować 168 kJ ciepła, czyli 46 Wh. I odpowiednio 1000 litrów - 46 kWh. Wynika z tego, że aby utrzymać ciepło z jednego pełnego obciążenia kotła, potrzebuję akumulatora ciepła na 1500 litrów. To wszystko z pewnym marginesem. Faktycznie zajmuje to trochę mniej, ale po przestudiowaniu cen zbiorników buforowych postanowiłem to zignorować.

To wyliczenie oznacza, że ​​w przypadku silnych mrozów muszę dwa razy dziennie ogrzewać kocioł, a przy bardzo silnych mrozach trzykrotnie. Ponadto należy to robić równomiernie w ciągu dnia: rano i wieczorem lub rano, na początku wieczoru i przed snem. A gdy nie ma dużego mrozu, kocioł odpalam tylko raz - o dowolnej porze dnia.

Oczywiście, jeśli zainstalujesz jeszcze większy akumulator ciepła, możesz uczynić swoje życie jeszcze wygodniejszym. Ale tutaj już musimy zmierzyć się z faktem, że duża lufa potrzebuje dużo miejsca.

Obliczenie akumulatora ciepła

Rozważmy przykład obliczenia dla dwóch zadań.

Pobierz plik Excel do szybkiego obliczenia akumulatora ciepła dla swoich parametrów: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Istnieją dwa zadania związane z obliczaniem akumulatora ciepła:

Lubić

Udostępnij to

Komentarze (1) (+) [Odczyt / Dodaj]

Seria samouczków wideo na temat prywatnego domu
Część 1. Gdzie wywiercić studnię? Część 2. Aranżacja studni na wodę Część 3. Układanie rurociągu od studni do domu Część 4. Automatyczne zaopatrzenie w wodę
Zaopatrzenie w wodę
Zaopatrzenie w wodę do prywatnego domu. Zasada działania. Schemat połączeń Samozasysające pompy powierzchniowe. Zasada działania. Schemat połączeń Obliczanie pompy samozasysającej Obliczanie średnic z centralnego zaopatrzenia w wodę Przepompownia wody Jak wybrać pompę do studni? Ustawienie wyłącznika ciśnieniowego Wyłącznik ciśnieniowy Obwód elektryczny Zasada działania akumulatora Spadek kanalizacji na 1 metr SNIP Podłączenie podgrzewanego wieszaka na ręczniki
Schematy ogrzewania
Obliczenia hydrauliczne dwururowego systemu grzewczego Obliczenia hydrauliczne dwururowego skojarzonego systemu grzewczego Pętla Tichelmana Obliczenia hydrauliczne jednorurowego systemu grzewczego Obliczenia hydrauliczne rozkładu promieniowego systemu grzewczego Schemat z pompą ciepła i kotłem na paliwo stałe - logika działania Zawór trójdrogowy firmy Valtec + głowica termiczna ze zdalnym czujnikiem Dlaczego grzejnik w budynku mieszkalnym nie grzeje dobrze strona główna Jak podłączyć kocioł do kotła? Możliwości podłączenia i schematy recyrkulacji CWU. Zasada działania i obliczenia Nie obliczono poprawnie strzałki hydraulicznej i kolektorów Ręczne obliczenia hydrauliczne ogrzewania Obliczenie podłogi ciepłej wody i zespołów mieszających Zawór trójdrogowy z serwonapędem do CWU Obliczenia CWU, BKN. Znajdujemy głośność, moc węża, czas rozgrzewania itp.
Konstruktor instalacji wodociągowych i grzewczych
Równanie Bernoulliego Obliczanie zaopatrzenia w wodę w budynkach mieszkalnych
Automatyzacja
Zasada działania siłowników i zaworów trójdrogowych Zawór trójdrogowy do zmiany kierunku przepływu czynnika grzewczego
Ogrzewanie
Obliczanie mocy cieplnej grzejników Przekrój grzejnika Przerost i osady w rurach pogarszają działanie systemu zaopatrzenia w wodę i ogrzewania Nowe pompy pracują inaczej ... Obliczenie infiltracji Obliczenie temperatury w nieogrzewanym pomieszczeniu Obliczenie podłogi na gruncie Obliczenie akumulatora ciepła Obliczenie akumulatora ciepła dla kotła na paliwo stałe Obliczenie akumulatora ciepła do gromadzenia energii cieplnej Gdzie podłączyć zbiornik wyrównawczy w systemie grzewczym? Opór kotła Średnica rury pętli Tichelmana Jak dobrać średnicę rury do ogrzewania Przenikanie ciepła rury Ogrzewanie grawitacyjne z rury polipropylenowej Dlaczego nie lubią ogrzewania jednorurowego? Jak ją kochać?
Regulatory ciepła
Termostat pokojowy - jak to działa
Jednostka mieszająca
Co to jest jednostka mieszająca? Rodzaje mieszalników do ogrzewania
Charakterystyka i parametry systemu
Lokalny opór hydrauliczny. Co to jest CCM? Przepustowość Kvs. Co to jest? Wrząca woda pod ciśnieniem - co się stanie? Czym jest histereza temperatur i ciśnień? Co to jest infiltracja? Co to są DN, DN i PN? Hydraulicy i inżynierowie muszą znać te parametry! Znaczenie hydrauliczne, koncepcje i obliczenia obwodów instalacji grzewczych Współczynnik przepływu w jednorurowej instalacji grzewczej
Wideo
Ogrzewanie Automatyczna regulacja temperatury Proste uzupełnianie systemu grzewczego Technika grzewcza. Murowanie. Ogrzewanie podłogowe Pompa Combimix i mieszacz Dlaczego warto wybrać ogrzewanie podłogowe? Podłoga ocieplona wodą VALTEC. Seminarium wideo Rura do ogrzewania podłogowego - co wybrać? Podłoga z ciepłą wodą - teoria, zalety i wady Układanie podłogi z ciepłą wodą - teoria i zasady Ciepłe podłogi w domu drewnianym. Sucha ciepła podłoga. Ciasto podłogowe z ciepłą wodą - teoria i wiadomości z obliczeń dla hydraulików i inżynierów wodno-kanalizacyjnych Czy nadal robisz włamanie? Pierwsze wyniki opracowania nowego programu z realistyczną trójwymiarową grafiką Program do obliczeń termicznych. Drugi efekt opracowania programu Teplo-Raschet 3D do obliczeń cieplnych domu poprzez konstrukcje otaczające Wyniki opracowania nowego programu do obliczeń hydraulicznych Pierwotne wtórne pierścienie systemu grzewczego Jedna pompa do grzejników i ogrzewania podłogowego Obliczanie strat ciepła w domu - orientacja ściany?
Przepisy prawne
Wymagania prawne dotyczące projektowania kotłowni Skrócone oznaczenia
Warunki i definicje
Piwnica, piwnica, podłoga Kotłownie
Dokumentalne zaopatrzenie w wodę
Źródła zaopatrzenia w wodę Właściwości fizyczne wody naturalnej Skład chemiczny wody naturalnej Zanieczyszczenie bakteryjne wód Wymagania dotyczące jakości wody
Zbiór pytań
Czy można umieścić kotłownię gazową w piwnicy budynku mieszkalnego? Czy istnieje możliwość przyłączenia kotłowni do budynku mieszkalnego? Czy można umieścić kotłownię gazową na dachu budynku mieszkalnego? Jak dzielone są kotłownie ze względu na ich lokalizację?
Osobiste doświadczenia z hydrauliki i ciepłownictwa
Wprowadzenie i znajomość. Część 1 Opór hydrauliczny zaworu termostatycznego Opór hydrauliczny kolby filtra
Kurs wideo Programy obliczeniowe
Technotronic8 - Oprogramowanie do obliczeń hydraulicznych i termicznych Auto-Snab 3D - Obliczenia hydrauliczne w przestrzeni 3D
Przydatne materiały Przydatna literatura
Hydrostatyka i hydrodynamika
Zadania obliczeń hydraulicznych
Strata ciśnienia na prostym odcinku rury Jak strata ciśnienia wpływa na natężenie przepływu?
Różne
Zaopatrzenie w wodę zrób to sam w domu prywatnym Autonomiczne zaopatrzenie w wodę Autonomiczny schemat zaopatrzenia w wodę Automatyczny schemat zaopatrzenia w wodę Schemat zaopatrzenia w wodę w prywatnym domu
Polityka prywatności

Zalety i wady

System grzewczy z akumulatorem ciepła, w którym źródłem ciepła jest instalacja na paliwo stałe, ma wiele zalet:

• Poprawa warunków komfortu w domu, ponieważ po wypaleniu się paliwa system grzewczy nadal ogrzewa dom ciepłą wodą ze zbiornika. Nie ma potrzeby wstawania w środku nocy i ładowania porcji drewna do paleniska.
• Obecność zbiornika zabezpiecza płaszcz wodny kotła przed zagotowaniem i zniszczeniem. W przypadku nagłego odcięcia prądu lub głowic termostatycznych zamontowanych na grzejnikach odcina chłodziwo z powodu osiągnięcia wymaganej temperatury, wówczas źródło ciepła podgrzeje wodę w zbiorniku. W tym czasie może dojść do wznowienia dostaw energii elektrycznej lub uruchomienia generatora diesla.
• Dopływ zimnej wody z rurociągu powrotnego do rozgrzanego do czerwoności żeliwnego wymiennika ciepła po nagłym uruchomieniu pompy obiegowej jest wykluczony.
• Akumulatory ciepła mogą pełnić funkcję rozdzielaczy hydraulicznych w systemie grzewczym (strzałki hydrauliczne). Dzięki temu działanie wszystkich gałęzi obwodu jest niezależne, co daje dodatkowe oszczędności energii cieplnej.

Wyższy koszt instalacji całego systemu oraz wymagania dotyczące rozmieszczenia sprzętu to jedyne wady stosowania zbiorników magazynowych. Jednak te inwestycje i niedogodności pociągną za sobą minimalne koszty operacyjne w dłuższej perspektywie.

Polecamy:

Jak zrobić ogrzewanie w prywatnym domu - szczegółowy przewodnik Jak wybrać zbiornik wyrównawczy do systemu grzewczego Jak wybrać i podłączyć membranowy zbiornik wyrównawczy

Schemat rozdzielenia hydraulicznego

Inny, bardziej złożony schemat połączeń zakłada nieprzerwane dostawy energii elektrycznej. Jeśli nie jest to możliwe, konieczne jest zapewnienie połączenia z siecią za pośrednictwem bezprzerwowego źródła zasilania. Inną opcją jest użycie elektrowni na olej napędowy lub benzynę. W poprzednim przypadku podłączenie akumulatora ciepła do kotła na paliwo stałe było niezależne, to znaczy układ mógł pracować niezależnie od zbiornika. W tym schemacie akumulator pełni rolę zbiornika buforowego (separatora hydraulicznego). W obwodzie pierwotnym wbudowany jest specjalny zespół mieszający (LADDOMAT), przez który krąży woda podczas rozpalania kotła.

Podłączenie akumulatora ciepła do kotła na paliwo stałe

Elementy blokowe:

• pompa obiegowa;
• trójdrogowy zawór termostatyczny;
• zawór zwrotny;
• miska olejowa;
• Zawory kulowe;
• urządzenia do kontroli temperatury.

Różnice w stosunku do poprzedniego schematu - wszystkie urządzenia są montowane w jednym bloku, a chłodziwo trafia do zbiornika, a nie do systemu grzewczego. Zasada działania mieszadła pozostaje niezmieniona. Takie orurowanie kotła na paliwo stałe z akumulatorem ciepła pozwala podłączyć dowolną liczbę odgałęzień grzewczych na wylocie ze zbiornika. Na przykład do zasilania grzejników i ogrzewania podłogowego lub powietrznego. Ponadto każda gałąź ma własną pompę obiegową. Wszystkie obwody są odseparowane hydraulicznie, nadmiar ciepła ze źródła gromadzony jest w zbiorniku i wykorzystywany w razie potrzeby.

Obliczanie pojemności akumulatora ciepła

Metodologia obliczeń może się różnić w zależności od schematu aplikacji. Oto przybliżony wykres obliczeniowy:

1. Określenie maksymalnego obciążenia paliwem. Na przykład palenisko mieści 20 kg drewna opałowego. 1 kg drewna opałowego jest w stanie uwolnić 3,5 kWh energii. Tak więc, spalając jedną zakładkę drewna opałowego, kocioł da 20 3,5 = 70 kWh ciepła. Czas potrzebny do wypalenia całej zakładki można określić empirycznie lub obliczyć. Jeżeli moc kotła wynosi np. 25 kW 70:25 = 2,8 h.
2. Temperatura nośnika ciepła w systemie grzewczym. Jeśli system jest już zainstalowany, wystarczy zmierzyć temperaturę na wlocie i wylocie oraz określić straty ciepła.
3. Określenie żądanej częstotliwości pobierania. Przykładowo ładowanie jest możliwe rano i wieczorem, ale nie ma możliwości serwisowania kotła w dzień iw nocy.

Obliczenie akumulatora ciepła

Jeśli na przykład straty ciepła w pomieszczeniu wynoszą 6,7 kW na godzinę, to będzie to 160 kW na dzień. W rozważanym przykładzie jest to nieco więcej niż dwa tankowania. Jak zdefiniowano powyżej, jedna łopatka drewna opałowego pali się przez około 3 godziny, uwalniając 70 kWh energii cieplnej.

Zapotrzebowanie na ogrzewanie domu wynosi 6,7 3 = 20,1 kWh, rezerwa zasobnika wyniesie 70-20,1 = 49,9, czyli około 50 kWh. Ta energia wystarczy na okres 50: 6,7 - czyli około 7 h. Oznacza to, że dziennie potrzebne są dwie pełne przekąski i jedna niepełna.

Na podstawie tych obliczeń, po rozważeniu kilku opcji, zatrzymamy się na tym: o godzinie 23 następuje niepełne obciążenie, o godzinie 6.00 i 18.00 - pełne. Jeśli narysujesz wykres poziomu naładowania akumulatora ciepła, zobaczysz, że maksymalne ładowanie spada do 60 kWh o 9 rano.

Ponieważ 1 kWh = 3600 kJ, rezerwa powinna wynosić 60 3600 = 216000 kJ energii cieplnej. Rezerwa temperatury (różnica między maksymalnym wskaźnikiem wody a wymaganym natężeniem przepływu) wynosi 95-57 = 38 ° С. Pojemność cieplna wody 4,187 kJ. Zatem 216000 / (4,18738) = 1350 kg. W takim przypadku wymagana objętość akumulatora ciepła wyniesie 1,35 m3.

Rozważany przykład daje ogólne pojęcie o tym, jak obliczana jest pojemność zbiornika. W każdym indywidualnym przypadku należy wziąć pod uwagę specyfikę systemu grzewczego i warunki jego działania.

Cechy instalacji akumulatora ciepła

Przed zainstalowaniem sprzętu należy sporządzić szczegółowy projekt. Konieczne jest uwzględnienie wszystkich wymagań producentów urządzeń grzewczych. Podczas montażu zbiornika należy przestrzegać następujących zasad:

• Powierzchnia pojemnika musi mieć niezawodną izolację termiczną.
• Termometry powinny być zainstalowane na wlocie i wylocie w celu monitorowania temperatury wody.
• Zbiorniki wielkogabarytowe najczęściej nie pasują do drzwi. Jeśli nie jest możliwe wniesienie czołgu przed zakończeniem budowy, będziesz musiał użyć wersji składanej lub kilku mniejszych zbiorników.
• Pożądany jest filtr zgrubny na rurze wlotowej.
• W pobliżu zbiornika należy zainstalować zawór bezpieczeństwa i manometr. W samym zbiorniku powinien również znajdować się zawór odpowietrzający.
• Musi istnieć możliwość spuszczenia wody ze zbiornika.

Zastosowanie akumulatora ciepła w układzie z kotłem na paliwo stałe zwiększa sprawność generatora ciepła i jego żywotność, a także pozwala na bardziej ekonomiczne zużycie paliwa. Możliwość rzadszego ładowania paliwa sprawia, że ​​użytkowanie kotła jest wygodniejsze dla konsumenta. Obliczenie wymaganej pojemności zasobnika musi uwzględniać rodzaj kotła, charakterystykę systemu grzewczego i warunki jego działania.

Pomimo prostoty urządzenia i oczywistych zalet stosowania akumulatorów ciepła tego typu sprzęt nie jest jeszcze zbyt powszechny. W tym artykule postaramy się opowiedzieć o tym, czym jest akumulator ciepła i jakie korzyści niesie jego zastosowanie w systemach grzewczych.

Wybór akumulatora ciepła

TA wybrać przy projektowaniu instalacji grzewczej. Inżynierowie ciepłownictwa pomogą w doborze odpowiedniego akumulatora ciepła. Ale jeśli nie możesz skorzystać z ich usług, będziesz musiał sam wybrać. Nie jest to trudne.

Akumulator ciepła do kotła na paliwo stałe

Uważa się, że główne kryteria wyboru tego urządzenia są następujące

:

• ciśnienie w systemie grzewczym;
• objętość zbiornika buforowego;
• wymiary zewnętrzne i waga;
• wyposażenie w dodatkowe wymienniki ciepła;
• możliwość instalacji dodatkowych urządzeń.

Głównym wskaźnikiem jest ciśnienie (ciśnienie) wody w systemie grzewczym. Im jest wyżej, tym cieplej jest w ogrzewanym pomieszczeniu. Biorąc pod uwagę ten parametr, wybierając akumulator ciepła do kotłów na paliwo stałe, zwraca się uwagę na maksymalne ciśnienie, które może wytrzymać.Akumulator ciepła do kotła na paliwo stałe pokazany na zdjęciu wykonany jest ze stali nierdzewnej i może wytrzymać wysokie ciśnienie wody.

Objętość bufora. Od tego zależy zdolność magazynowania ciepła dla systemu grzewczego podczas pracy. Im jest większy, tym więcej ciepła zgromadzi się w pojemniku. Tutaj musisz wziąć pod uwagę, że nie ma sensu zwiększanie granicy do nieskończoności. Ale jeśli woda jest niższa niż norma, urządzenie po prostu nie będzie pełniło przypisanej mu funkcji akumulacji ciepła. Dlatego dla prawidłowego doboru akumulatora ciepła konieczne będzie obliczenie jego pojemności buforowej. Nieco później zostanie pokazane, jak to jest wykonywane.

Wymiary zewnętrzne i waga. Są to również ważne wskaźniki przy wyborze pomocy technicznej. Zwłaszcza w już wybudowanym domu. Po wykonaniu obliczeń akumulatora ciepła do ogrzewania, dostarczeniu na miejsce instalacji może wystąpić problem z samą instalacją. Pod względem gabarytów może po prostu nie pasować do standardowego otworu drzwiowego. Ponadto TA o dużej pojemności (od 500 litrów) są instalowane na osobnym fundamencie. Masywne urządzenie wypełnione wodą stanie się jeszcze cięższe. Należy wziąć pod uwagę te niuanse. Ale łatwo jest znaleźć wyjście. W tym przypadku kupowane są dwa akumulatory ciepła do kotłów na paliwo stałe o łącznej objętości zbiorników buforowych równej obliczonej dla całego systemu grzewczego.

Wyposażenie w dodatkowe wymienniki ciepła. W przypadku braku systemu CWU w domu, własnego obwodu podgrzewania wody w kotle, lepiej od razu kupić TA z dodatkowymi wymiennikami ciepła. Mieszkańcom południowych regionów przyda się podłączenie kolektora słonecznego do TA, który stanie się dodatkowym darmowym źródłem ciepła w domu. Proste obliczenie systemu grzewczego pokaże, ile dodatkowych wymienników ciepła jest pożądanych w akumulatorze ciepła.

Możliwość instalacji dodatkowych urządzeń. Oznacza to instalację elementów grzejnych (rurowych grzejników elektrycznych), oprzyrządowania (oprzyrządowania), zaworów bezpieczeństwa i innych urządzeń zapewniających nieprzerwaną i bezpieczną pracę zbiornika buforowego w urządzeniu. Przykładowo, w przypadku awaryjnego wygaszenia kotła, temperatura w instalacji grzewczej będzie utrzymywana przez elementy grzejne. W zależności od wielkości ogrzewania pomieszczeń mogą nie tworzyć komfortowej temperatury, ale koniecznie będzie można zapobiec rozmrażaniu systemu. Obecność oprzyrządowania pozwoli ci w odpowiednim czasie zwrócić uwagę na możliwe usterki w systemie grzewczym.

Ważny. Wybierając akumulator ciepła do ogrzewania, należy zwrócić uwagę na jego izolację termiczną. Od tego zależy zachowanie uzyskanego ciepła.

Zastosowanie akumulatorów ciepła

Istnieje kilka metod obliczania objętości zbiornika. Praktyczne doświadczenie pokazuje, że średnio na każdy kilowat mocy urządzenia grzewczego potrzebne jest dodatkowe 25 litrów wody. Sprawność kotłów na paliwo stałe, w skład których wchodzi system grzewczy z akumulatorem ciepła, wzrasta do 84%. Niwelowanie szczytów spalania pozwala zaoszczędzić do 30% zasobów energii.

W przypadku stosowania zbiorników do dostarczania ciepłej wody użytkowej nie występują przerwy w godzinach szczytu. W nocy, gdy zapotrzebowanie spada do zera, płyn chłodzący w zbiorniku gromadzi ciepło, a rano ponownie zaspokaja wszystkie potrzeby.

Niezawodna izolacja termiczna urządzenia spienionym poliuretanem (pianka poliuretanowa) pomaga w utrzymaniu temperatury. Dodatkowo istnieje możliwość zamontowania elementów grzejnych, które pomagają szybko „dogonić” zadaną temperaturę w przypadku awarii.

Przekrój akumulatora ciepła

Przechowywanie ciepła jest zalecane w przypadkach:

• wielka potrzeba zaopatrzenia w ciepłą wodę. W domku, w którym mieszka więcej niż 5 osób i są zainstalowane dwie łazienki, jest to prawdziwy sposób na poprawę warunków życia;
• przy stosowaniu kotłów na paliwo stałe.Akumulatory wygładzają pracę urządzeń grzewczych w godzinie największego obciążenia, odprowadzają nadmiar ciepła, zapobiegając wrzeniu, a także wydłużają czas między tankowaniem paliwa stałego;
• przy wykorzystaniu energii elektrycznej w oddzielnych taryfach na dzień i na noc;
• w przypadkach, gdy baterie słoneczne lub wiatrowe są instalowane w celu przechowywania energii elektrycznej;
• podczas stosowania pomp obiegowych w systemie zaopatrzenia w ciepło.

System ten doskonale sprawdza się w pomieszczeniach ogrzewanych grzejnikami lub ogrzewaniem podłogowym. Jego zaletą jest to, że jest w stanie magazynować energię z różnych źródeł. Połączony system zasilania pozwala wybrać najbardziej optymalną opcję wytwarzania ciepła przez określony czas.

Cechy konstrukcji akumulatora ciepła

Urządzenie to cylindryczny pojemnik wykonany ze stali nierdzewnej lub czarnej. Wymiary pojemnika zależą od jego objętości, która waha się od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy litrów. Ze względu na duże objętości takie urządzenie jest trudne do umieszczenia w istniejącej kotłowni, dlatego często trzeba je dokończyć. Istnieją modele zarówno z fabryczną izolacją termiczną, jak i kontenery bez niej.

Podczas montażu akumulatora ciepła należy pamiętać, że grubość izolacji wynosi 10 cm, po czym na wierzchu zbiornika nakładana jest skórzana obudowa. Wewnątrz zbiornika znajduje się płyn chłodzący, który podczas spalania paliwa w kotle szybko się nagrzewa i długo zatrzymuje ciepło dzięki warstwie izolacji. Po zatrzymaniu pracy kotła akumulator oddaje ciepło do pomieszczenia ogrzewając je. Z tego powodu kocioł nie będzie musiał być rozpalany tak często jak dotychczas.

Zgodnie z ich projektem pojemności akumulatora ciepła wynoszą:

• z kotłem umieszczonym wewnątrz. Ten projekt został stworzony, aby zapewnić mieszkańcom ciepłą wodę z autonomicznego źródła;
• z jednym lub dwoma wymiennikami ciepła;
• pusty (bez chłodziwa).

Gwintowane otwory służą do podłączenia zasobnika do kotła i instalacji grzewczej domu.

tło

Tak się złożyło, że jakiś czas temu kupiłem prywatny dom w pewnej odległości od cywilizacji. O oddaleniu od cywilizacji decyduje przede wszystkim fakt, że w ogóle nie ma tam gazu. Dopuszczalna moc przyłącza elektrycznego nie zapewnia technicznej możliwości ogrzewania domu energią elektryczną. Jedynym prawdziwym źródłem ciepła zimą jest stosowanie paliw stałych. Innymi słowy, dom był wyposażony w piec, który były właściciel ogrzewał drewnem i węglem.

Jeśli ktoś ma doświadczenie w korzystaniu z pieca, to nie trzeba mu tłumaczyć, że ta czynność wymaga ciągłego monitorowania. Nawet przy niezbyt zimnej pogodzie nie sposób raz włożyć do pieca drewna opałowego i „zapomnieć” o nim. Jeśli nałożysz za dużo drewna, dom się nagrzeje. A po wypaleniu się paliwa dom i tak szybko się ochłodzi. Chcąc nie chcąc, aby utrzymać komfortową temperaturę, musisz stale dodawać trochę drewna na opał. A przy silnych mrozach piekarnika nie można pozostawić bez nadzoru nawet na 3-4 godziny. Jeśli nie chcesz budzić się rano w zimnym pomieszczeniu, bądź uprzejmy, idź do pieca przynajmniej raz w nocy ...

Oczywiście nie chciałem pracować jako strażak. I tak od razu zacząłem myśleć o wygodniejszym sposobie ogrzewania. Oczywiście, gdyby nie było możliwości wykorzystania gazu lub energii elektrycznej, w ten sposób mógłby stać się tylko nowoczesny system ogrzewania na paliwo stałe, składający się z kotła na paliwo stałe, akumulatora ciepła i najprostszej automatyki do włączania i wyłączania pompy recyrkulacyjnej.

Dlaczego nowoczesny kocioł jest lepszy od tradycyjnego pieca? Zajmuje znacznie mniej miejsca, można włożyć do niego więcej opału, zapewnia lepsze spalanie tego paliwa przy maksymalnym obciążeniu i teoretycznie pozwala na pozostawienie większości ciepła w domu, a nie oddanie do komina.Ale w przeciwieństwie do pieca, kocioł na paliwo stałe jest praktycznie niemożliwy do użycia bez akumulatora ciepła. Piszę o tym szczegółowo, bo znam wiele osób, które próbowały ogrzać dom takimi kotłami, podłączając je bezpośrednio do rur grzewczych. Nie zrobili nic dobrego.

Co to jest akumulator ciepła lub, jak to się nazywa, zbiornik buforowy? W najprostszym przypadku jest to po prostu duża beczka z wodą, której ściany mają dobrą izolację termiczną. Kocioł podgrzewa wodę w tej beczce w ciągu dwóch do trzech godzin pracy. A potem ta gorąca woda krąży w systemie grzewczym, aż ostygnie. W miarę stygnięcia kocioł należy ponownie rozpalić. Najprostszy akumulator ciepła może z łatwością wykonać każdy spawacz. Ale po krótkiej namyśle zrezygnowałem z tego pomysłu i kupiłem gotowy. Ponieważ mieszkam na Ukrainie, zwróciłem się i nigdy tego nie żałowałem: tutaj zbiorniki akumulacyjne są wykonane profesjonalnie i bardzo sprawnie.

W zależności od pojemności zasobnika ciepła, mocy kotła i ilości ciepła potrzebnego w domu, kocioł musi być ogrzewany nie w sposób ciągły, ale raz lub dwa razy dziennie, a nawet raz na dwa lub trzy dni.

Obliczenie objętości zbiornika buforowego kotła

Najbardziej optymalnym rozwiązaniem tego problemu będzie powierzenie jego realizacji inżynierom ciepłownictwa. Obliczenie objętości akumulatora ciepła dla całego systemu grzewczego prywatnego domu wymaga uwzględnienia różnych znanych tylko im czynników. Mimo to wstępne obliczenia można wykonać niezależnie. Do tego oprócz ogólnej wiedzy z zakresu fizyki i matematyki potrzebny będzie kalkulator i czysta kartka papieru.

Znajdujemy następujące dane

:

• moc kotła, kW;
• aktywny czas spalania paliwa;
• moc cieplna ogrzewania domu, kW;
• Sprawność kotła;
• temperatura w rurze zasilającej i „powrocie”.

Rozważmy przykład wstępnych obliczeń. Ogrzewana powierzchnia wynosi 200 m 2. Czas aktywnego spalania kotła 8 godzin, temperatura chłodziwa podczas grzania 90 ° C, w obiegu powrotnym 40 ° C. Szacunkowa moc cieplna ogrzewanych pomieszczeń wynosi 10 kW. Przy takich danych początkowych urządzenie grzewcze otrzyma 80 kW (10 × 8) energii.

Pojemność buforową kotła na paliwo stałe obliczamy na podstawie pojemności cieplnej wody

:

gdzie: m to masa wody w zbiorniku (kg); Q to ilość ciepła (W); ∆t to różnica między temperaturą wody w rurach zasilającej i powrotnej (° С); 1,163 to ciepło właściwe wody (W / kg ° С) ...

Obliczenie pojemności buforowej kotła na paliwo stałe

Zastępując liczby we wzorze otrzymujemy 1375 kg wody lub 1,4 m 3 (80000 / 1,163 × 50). Tak więc w przypadku systemu ogrzewania domu o powierzchni 200 m 2 konieczne jest zainstalowanie TA o pojemności 1,4 m 3. Znając tę ​​liczbę, można bezpiecznie udać się do sklepu i sprawdzić, który akumulator ciepła jest do zaakceptowania.

Wymiary, cena, wyposażenie, producent są już łatwe do zidentyfikowania. Porównując znane czynniki, nie jest trudno dokonać wstępnego doboru akumulatora ciepła do domu. Obliczenie to ma znaczenie w przypadku, gdy dom jest zbudowany, system grzewczy został już zainstalowany. Wynik obliczeń pokaże, czy konieczne jest zdemontowanie drzwi ze względu na wymiary TA. Po dokonaniu oceny możliwości zainstalowania go na stałe dokonuje się ostatecznych obliczeń akumulatora ciepła dla zainstalowanego w instalacji kotła na paliwo stałe.

Po zebraniu danych o systemie grzewczym wykonujemy obliczenia według wzoru

:

gdzie: W to ilość ciepła potrzebna do ogrzania chłodziwa; m to masa wody; c to pojemność cieplna; Δt to temperatura podgrzewania wody;

Dodatkowo potrzebujesz wartości k - sprawności kotła.

Ze wzoru (1) wyznaczamy masę: m = W / (c × ∆t) (2)

Ponieważ sprawność kotła jest znana, doprecyzowujemy wzór (1) i otrzymujemy W = m × c × ∆t × k (3), z którego otrzymujemy zaktualizowaną masę wody m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Zastanówmy się, jak obliczyć akumulator ciepła dla domu. W systemie grzewczym zainstalowany jest kocioł o mocy 20 kW (wskazany w danych paszportowych). Zakładka paliwowa wypala się w 2,5 godziny. Do ogrzania domu potrzeba 8,5 kW / 1 godzinę energii. Oznacza to, że podczas wypalania jednej zakładki uzyskamy 20 × 2,5 = 50 kW

Ogrzewanie pomieszczeń zużywa 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Wytworzone nadwyżki ciepła 50 - 21,5 = 28,5 kW są gromadzone w TA.

Temperatura, do której jest podgrzewany płyn chłodzący, wynosi 35 ° C (różnica temperatur w rurach zasilających i powrotnych. Określana na podstawie pomiaru podczas pracy systemu grzewczego). Podstawiając poszukiwane wartości do wzoru (4), otrzymujemy 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Ta liczba oznacza, że ​​do magazynowania ciepła wytwarzanego przez kocioł konieczne jest posiadanie 875 kg nośnika ciepła. Do tego potrzebny jest zbiornik buforowy dla całego układu o objętości 0,875 m 3. Tak lekkie obliczenia ułatwiają dobór akumulatora ciepła do kotłów grzewczych.

Rada. Aby uzyskać dokładniejsze obliczenie objętości zbiornika buforowego, lepiej skontaktować się ze specjalistą.

Kalkulator online

* Jeśli kalkulator pokazuje 0 (zero), oznacza to, że nie masz nadwyżki energii, którą można zgromadzić.

Jest to wartość przybliżona, jak najbardziej zbliżona do rzeczywistości, bez uwzględnienia takich zmiennych jak: rodzaj paliwa, sprawność kotła, efektywność energetyczna budynku.

Wyjaśnienia

Moc kotła zgodnie z paszportem - każdy producent wskazuje to na podstawie dokumentacji sprzętu. Jeśli kocioł został wykonany samodzielnie, a jego moc nie jest znana, można to z grubsza określić empirycznie. Do domu o powierzchni 100 m2 wystarczy kocioł o mocy 10 kW... Jeśli twoja jednostka poradzi sobie z zadaniem ogrzewania twojego domu, przy średnim obciążeniu pieca, weź powierzchnię tego pomieszczenia jako główną wartość i określ moc. Musisz zrozumieć, że będą to bardzo przeciętne dane, z wyłączeniem strat ciepła, efektywności energetycznej budynku itp.

Moc, której potrzebujesz do ogrzewania domu. Jest to energia potrzebna do utrzymania wymaganej temperatury. Obliczany jest przez specjalistę w oparciu o złożone wzory i wiele zmiennych. Na przykład dom o powierzchni 100 m2 wymaga 8,5 kW energii na godzinę. Ponownie, jest to bardzo przeciętna liczba.

Temperatura nośnika ciepła, zasilanie i powrót. Różnica między tymi liczbami będzie stanowić nadwyżkę, którą należy zachować.

Pojemność cieplna wody. Jest to wartość tabelaryczna, która wynosi 4,19 kJ / kg × ° C lub 1,164 W × h. Bierze udział w obliczeniach i jest wartością statystyczną.