Calculul volumului acumulatorului de căldură pentru încălzirea unei case private

Caracteristicile instalării acumulatorilor de căldură

Toate lucrările de instalare se efectuează conform unui proiect aprobat anterior, în conformitate cu recomandările producătorului de echipamente de încălzire.

În acest caz, trebuie luate în considerare caracteristicile lucrărilor de instalare:

1. Suprafața rezervorului de stocare trebuie să fie izolată fără pierderi de căldură.
2. Termometrele trebuie instalate pe conducte prin care circulă apa (ieșire și intrare).
3. Rezervoarele acumulatoare cu un volum mai mare de 500 de litri în majoritatea cazurilor nu trec prin ușă. În astfel de cazuri, ar trebui utilizat un design pliabil sau ar trebui instalate mai multe baterii cu un volum mai mic.
4. În punctul cel mai de jos al rezervorului, instalarea unui canal de drenaj nu va interfera. Vine la îndemână atunci când trebuie să scurgeți complet apa.
5. Este recomandabil să instalați filtrele pe conducte prin care pătrunde apa în recipient. Acestea vor împiedica pătrunderea incluziunilor mari în interior (scară din sudură, minerale care au pătruns în sistem etc.).
6. Dacă nu este prevăzută o supapă de evacuare a aerului în partea superioară a rezervorului, atunci ar trebui instalată în punctul superior al conductei de ieșire.
7. Un manometru și o supapă de siguranță trebuie instalate pe linia de lângă baterie.

Dacă sunteți proprietarul unui cazan pe combustibil solid și nu ați achiziționat încă un dispozitiv de stocare a căldurii, gândiți-vă la asta. Nu numai că veți prelungi durata de viață a echipamentelor dvs. de încălzire, ci și veți economisi semnificativ combustibilul.

Funcționalitatea acumulatorilor de căldură

Principiul de funcționare al echipamentului este că, în timpul funcționării cazanului, o parte din căldură este utilizată pentru a încălzi lichidul de răcire din rezervorul suplimentar. Rezervorul conectat are o izolație termică bună și păstrează perfect căldura primită. După oprirea cazanului, apa din sistemul de încălzire se răcește, iar dispozitivele de control pornesc pompa care furnizează apă caldă din rezervorul de stocare.

Aceste cicluri continuă atâta timp cât temperatura apei din rezervorul suplimentar rămâne suficient de ridicată. Durata totală de funcționare a sistemului fără pornirea cazanului depinde de volumul rezervorului suplimentar. În practică, vă permite să încălziți încăperile de la câteva ore la 2 zile.

Acumulatorul de căldură îndeplinește următoarele funcții:

1. Acesta acumulează căldură provenită de la cazanul sistemului și o eliberează în timp pentru a încălzi încăperile din cameră.
2. Previne posibilitatea supraîncălzirii cazanului prin eliminarea excesului de căldură din schimbător.
3. Vă permite să combinați cu ușurință diferite dispozitive de încălzire (electric, gaz, combustibil solid) într-un sistem comun.
4. Ajută la îmbunătățirea performanței echipamentelor de încălzire, reducând consumul de combustibil și îmbunătățind eficiența.
5. În sistemele cu cazane pe combustibil solid, vă permite să excludeți monitorizarea constantă a stării echipamentelor de încălzire. Încălzind lichidul de răcire într-un rezervor suplimentar, proprietarii de case pot uita de necesitatea de a încărca constant combustibil în cazan.
6. Este o sursă de apă caldă pentru nevoile menajere.

Schema sistemului de încălzire

Cât de profitabil este un sistem de încălzire cu acumulator de căldură, poate fi luat în considerare cu acest exemplu.

Să presupunem că un cazan de 10 kW este instalat în sistemul de încălzire. La fiecare 3 ore este necesară încărcarea lemnului de foc. Acest lucru nu se încadrează în niciun fel în planurile proprietarilor de case. Pentru a prelungi intervalele dintre sarcini, este necesar să utilizați un cazan cu o capacitate mai mare. Dar, în acest caz, fierberea lichidului de răcire este posibilă, deoarece sistemul nu va avea timp să îndepărteze toată căldura generată.

Conectarea unui acumulator de căldură cu o capacitate de aproximativ 200 de litri rezolvă cu ușurință problema.Echipamentul permite să acumuleze 110 kW de energie, cu condiția ca cazanul să fie încărcat complet și frecvent. Ulterior, căldura acumulată va menține o temperatură confortabilă a camerei timp de aproximativ 10 ore. Cazanul nu trebuie încărcat cu combustibil în tot acest timp.

Ce este capacitatea tamponului acumulatorului de căldură și scopul său.

Scopul acumulatorului de căldură (TA) va fi mai ușor de descris folosind câteva exemple de sarcini.

Prima sarcină. Sistemul de încălzire se bazează pe un cazan pe combustibil solid. Nu este posibil să monitorizăm în mod constant temperatura lichidului de răcire la alimentare și să aruncăm lemne de foc la timp, ca urmare a faptului că temperatura de alimentare fie o depășește pe cea de care avem nevoie, fie scade sub normă. Cum se menține temperatura necesară lichidului de răcire?

A doua sarcină. Casa este încălzită cu un cazan electric. Alimentarea cu energie electrică este cu două tarife. Cum se reduc costurile energetice prin reducerea consumului de energie în timpul zilei și creșterea pe timp de noapte?

A treia sarcină. Există un sistem de încălzire în care căldura este generată de generatoarele de căldură care funcționează pe diferite tipuri de combustibil și energie - de exemplu. gaz, electricitate, energie solară (colectoare solare), energie terestră (pompă de căldură). Cum să le asigurați o funcționare eficientă fără pierderi de căldură generată, atunci când nu este nevoie de aceasta, oferind în același timp căldurii casei în perioada de vârf a consumului de energie?

Nefundându-se prea adânc în teoria ingineriei termice, pentru toate problemele se sugerează o soluție sub forma instalării unui rezervor tampon în sistem, care ar servi drept rezervor pentru lichidul de răcire și în care temperatura acestuia ar fi menținută la un moment dat nivel. Tocmai o astfel de capacitate tampon este un acumulator de căldură. Pentru a rezolva aceste probleme, acumulatorul de căldură este de obicei inclus „în pauza” sistemului cu formarea cazanului și a circuitelor de încălzire. O diagramă convențională a includerii unui acumulator de căldură în sistemul de încălzire este prezentată în figura de mai jos.

Smochin. Diagrama schematică a pornirii unui rezervor tampon (acumulator de căldură)

Diferitele modalități de conectare a rezervorului tampon la sistemul de încălzire pot fi găsite în articolul „Diagrame pentru conectarea unui acumulator de căldură”.

În prezent, acumulatorii de căldură sunt folosiți cel mai adesea în sistemele de încălzire cu cazane pe combustibil solid. În aceste sisteme, utilizarea unui acumulator de căldură face posibilă încărcarea combustibilului mai rar, pentru a asigura o alimentare confortabilă cu căldură, indiferent de fluctuațiile de temperatură a lichidului de răcire la ieșirea din cazan. Adesea, rezervoarele tampon sunt instalate cu cazane electrice pentru a economisi bani datorită ratei reduse de noapte și în sisteme combinate cu utilizarea simultană a cazanelor cu combustibil solid și electrice. Un acumulator de căldură (TA) este util în sisteme și cu cazane pe gaz, mai ales atunci când puterea minimă de căldură a cazanului depășește sarcina de căldură a instalației. Datorită perioadelor mai lungi de „încărcare” a TA (încălzirea lichidului de răcire), este posibil să se evite „ceasul” cazanului.

Pe lângă faptul că este folosit ca rezervor tampon, TA îndeplinește funcția de antet cu pierderi reduse. Această proprietate a acumulatorului de căldură este în special solicitată în sistemele cu generatoare de căldură care funcționează pe diferite tipuri de energie (inclusiv alternativă). De regulă, aceste surse de căldură funcționează pe suporturi de căldură speciale care nu permit amestecarea cu alte tipuri, necesită o temperatură și un regim hidraulic unice, adesea incompatibile cu modurile circuitului de încălzire (radiator, încălzire prin pardoseală). De exemplu, intervalul de temperatură al unei pompe de căldură este de obicei

5 ° C, iar în bucla de distribuție a căldurii intervalul de temperatură poate fi mult mai mare (10-20 ° C). Pentru a separa circuitele, acumulatorul de căldură poate fi echipat cu schimbătoare de căldură încorporate suplimentare.

Scheme de cablare și conexiune

Ca o sursă suplimentară de căldură, de exemplu, în locul unui cazan electric, poate fi utilizat un încălzitor electric tubular (TEN). În majoritatea modelelor moderne, acesta este deja prevăzut pentru instalarea sa prin intermediul unei flanșe sau a unui cuplaj. Prin instalarea unui element de încălzire în conducta de ramificare corespunzătoare, puteți înlocui parțial cazanul electric sau, din nou, fără a aprinde un cazan pe combustibil solid.

Este important să înțelegeți că acestea sunt diagrame simplificate, nu complete. Pentru a asigura controlul, contabilitatea și siguranța sistemului, un grup de siguranță este instalat la alimentarea cazanului. În plus, este important să aveți grijă de funcționarea CO în cazul unei întreruperi a curentului electric, deoarece nu există suficientă energie pentru a alimenta pompa de circulație din termocuplul cazanelor nevolatile. Lipsa circulației lichidului de răcire și acumularea de căldură în schimbătorul de căldură al cazanului va duce cel mai probabil la o rupere a circuitului și la o golire de urgență a sistemului, este posibil ca cazanul să se ardă.

Prin urmare, din motive de siguranță, este necesar să avem grijă să asigurăm funcționarea sistemului cel puțin până când marcajul este complet ars. Pentru aceasta, se folosește un generator, a cărui putere este selectată în funcție de caracteristicile cazanului și de durata de ardere a unui insert de combustibil.

Cum se calculează volumul unui acumulator de căldură

Dacă doriți, este ușor să găsiți metode pentru calcularea volumului unui acumulator de căldură pe Internet, dar niciuna dintre ele nu mi se potrivea.

Unii „experți” recomandă înmulțirea puterii maxime a cazanului existent în kilowați cu un anumit factor, iar acest factor pe diferite site-uri diferă de două ori sau mai mult - de la 25 la 50. În opinia mea, aceasta este o prostie completă. Pur și simplu pentru că rezultatul obținut nu are nicio legătură cu casa dvs. particulară sau cu dorințele dvs. de cât de des doriți să încălziți cazanul.

O tehnică normală ia în considerare toți factorii: climatul din zona dvs. și izolația termică a casei și ideile dvs. despre confort. În mod amiabil, acest calcul va trebui, de asemenea, efectuat de multe ori pentru diferite condiții de temperatură și selectați volumul maxim al acumulatorului de căldură. Și, apropo, puterea cazanului în metoda corectă este obținută ca urmare a calculelor și nu conform principiului „ce a fost, a fost livrat astfel”. Dar toate acestea sunt destul de complicate și sunt mai potrivite pentru încăperile de cazane și nu pentru gospodăriile private.

Am făcut-o mult mai ușor. Am făcut calculul acumulatorului de căldură pentru un cazan pe combustibil solid după cum urmează.

1. Este necesar să se estimeze cantitatea de căldură necesară casei pe zi. Aceasta este cea mai dificilă și responsabilă parte a postului. Din nou, puteți aprofunda calculele (în manualele pentru universitățile de construcții puteți găsi toate tehnicile necesare).Dar, dacă este posibil, este mai ușor și mai fiabil să efectuați o măsurare directă - pur și simplu prin încălzirea casei pe timp rece și măsurarea cantității de combustibil utilizat. Casa mea este relativ mică - puțin mai puțin de 100 mp. m, și destul de cald. Prin urmare, s-a dovedit că la o temperatură exterioară de aproximativ 0 grade, pentru a menține o temperatură confortabilă, este necesar 50 kW * h cu o marjă solidă, pentru - 10 grade - 100 kW * h, pentru - 20 grade - 150 kW * h.
2. Alegerea unui cazan este foarte simplă. Cele mai comune cazane au o putere de aproximativ 25 kW și de la o sarcină maximă dau această putere timp de aproximativ 3 ore. Prin urmare, o aprindere dă aproximativ 75 kWh de căldură. Prin urmare, pentru temperatura zero, chiar și o încărcare completă va fi prea mare pentru mine. Și pentru -20 grade, va fi suficient să încălziți de 2 ori pe zi. Am fost destul de mulțumit de această opțiune.
3. Acum, volumul real al acumulatorului de căldură. Capacitatea de căldură a apei este de 4,2 kJ pe litru pe grad. temperatura maximă în acumulatorul de căldură este de 95 de grade, temperatura confortabilă a apei din sistemul de încălzire este de 55 de grade. Adică 40 de grade de diferență. Cu alte cuvinte, 1 litru de apă într-un acumulator de căldură poate stoca 168 kJ de căldură, sau 46 Wh. Și, respectiv, 1000 de litri - 46 kWh. Rezultă că, pentru a păstra căldura de la o încărcare completă a cazanului, am nevoie de un acumulator de căldură pentru 1500 de litri. Totul este cu o marjă. De fapt, durează puțin mai puțin, dar după ce am studiat prețurile pentru rezervoarele tampon, am decis să ignor acest lucru.

Acest calcul înseamnă că în înghețurile severe trebuie să încălzesc cazanul de două ori pe zi, iar în înghețurile foarte severe de trei ori. Mai mult, acest lucru trebuie făcut uniform pe tot parcursul zilei: dimineața și seara sau dimineața, la începutul serii și înainte de culcare. Și când nu există îngheț mare, dau foc cazanului o singură dată - în orice moment al zilei.

Desigur, dacă instalați un acumulator de căldură și mai mare, vă puteți face viața și mai confortabilă. Dar aici trebuie să ne confruntăm deja cu faptul că un butoi mare are nevoie de mult spațiu.

Să luăm în considerare un exemplu de calcul pentru două sarcini.

Descărcați fișierul Excel pentru un calcul rapid al acumulatorului de căldură pentru parametrii dvs.: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Există două sarcini pentru calcularea unui acumulator de căldură:

O serie de tutoriale video pe o casă privată
Partea 1. Unde se forează o fântână? Partea 2. Amenajarea unei fântâni pentru apă Partea 3. Așezarea unei conducte dintr-o fântână în casă Partea 4. Alimentarea automată cu apă
Rezerva de apa
Aprovizionarea cu apă a casei private. Principiul de funcționare. Schema de conexiune Pompe de suprafață autoamorsabile. Principiul de funcționare. Schema de conectare Calculul unei pompe autoamorsabile Calculul diametrelor de la alimentarea centrală cu apă Stația de pompare a alimentării cu apă Cum se alege o pompă pentru o fântână? Reglarea presostatului Circuitul electric al presostatului Principiul de funcționare al acumulatorului Panta canalizării cu 1 metru SNIP Conectarea unei bare de prosop încălzite
Scheme de încălzire
Calculul hidraulic al unui sistem de încălzire cu două conducte Calculul hidraulic al unui sistem de încălzire asociat cu două conducte Bucla Tichelman Calculul hidraulic al unui sistem de încălzire cu o singură conductă Calculul hidraulic al unei distribuții radiale a unui sistem de încălzire Diagrama cu o pompă de căldură și un cazan pe combustibil solid - logica de funcționare Supapă cu trei căi de la valtec + cap termic cu senzor la distanță De ce nu încălzește bine radiatorul de încălzire dintr-o clădire de apartamente? acasă Cum se conectează un cazan la un cazan? Opțiuni de conexiune și diagrame recirculare ACM. Principiul de funcționare și calcul Nu calculați corect săgeata și colectoarele hidraulice Calculul hidraulic manual al încălzirii Calculul unei podele de apă caldă și a unităților de amestecare Supapă cu trei căi cu servomotor pentru ACM Calcule ACM, BKN. Găsim volumul, puterea șarpelui, timpul de încălzire etc.
Constructor de alimentare cu apă și încălzire
Ecuația lui Bernoulli Calculul alimentării cu apă a clădirilor de apartamente
Automatizare
Cum funcționează servomotoarele și supapele cu trei căi Supapă cu trei căi pentru a redirecționa fluxul mediului de încălzire
Incalzi
Calculul puterii de căldură a radiatoarelor de încălzire Secțiunea radiatorului Creșterea excesivă și depunerile în țevi înrăutățesc funcționarea sistemului de alimentare cu apă și de încălzire Pompele noi funcționează diferit ... conectați un rezervor de expansiune în sistemul de încălzire? Rezistența cazanului Diametrul conductei buclei Tichelman Cum se alege un diametru al conductei pentru încălzire Transferul de căldură al unei conducte Încălzirea gravitațională dintr-o conductă din polipropilenă De ce nu le place încălzirea cu o singură conductă? Cum să o iubești?
Regulatoare de căldură
Termostat de cameră - cum funcționează
Unitate de amestecare
Ce este o unitate de amestecare? Tipuri de unități de amestecare pentru încălzire
Caracteristicile și parametrii sistemului
Rezistența hidraulică locală. Ce este CCM? Debit Kvs. Ce este? Fierberea apei sub presiune - ce se va întâmpla? Ce este histerezisul la temperaturi și presiuni? Ce este infiltrarea? Ce sunt DN, DN și PN? Instalatorii și inginerii trebuie să cunoască acești parametri! Sensuri hidraulice, concepte și calculul circuitelor sistemelor de încălzire Coeficientul de debit într-un sistem de încălzire cu o singură conductă
Video
Încălzire Control automat al temperaturii Completarea simplă a sistemului de încălzire Tehnologia de încălzire. Ziduri. Încălzirea prin pardoseală Pompa Combimix și unitatea de amestecare Podea termoizolantă cu apă VALTEC. Seminar video Țeavă pentru încălzirea prin pardoseală - ce să alegi? Podea cu apă caldă - teorie, avantaje și dezavantaje Așezarea unei podele cu apă caldă - teorie și reguli Podele calde într-o casă din lemn. Podea caldă uscată. Warm Water Floor Pie - Teorie și calcule Știri pentru instalatori și ingineri sanitari Încă faci hack? Primele rezultate ale dezvoltării unui nou program cu grafică tridimensională realistă Program de calcul termic. Al doilea rezultat al dezvoltării programului 3D Teplo-Raschet pentru calculul termic al unei case prin structuri închise Rezultate ale dezvoltării unui nou program pentru calcul hidraulic Inele secundare primare ale sistemului de încălzire O pompă pentru radiatoare și încălzire prin pardoseală Calculul pierderii de căldură acasă - orientarea peretelui?
Reguli
Cerințe de reglementare pentru proiectarea camerelor cazanelor Denumiri prescurtate
Termeni și definiții
Subsol, subsol, etaj Cabinete
Alimentare documentară cu apă
Surse de alimentare cu apă Proprietățile fizice ale apei naturale Compoziția chimică a apei naturale Poluarea bacteriană a apei Cerințe privind calitatea apei
Colectare de întrebări
Este posibil să amplasați o cameră de încălzire pe gaz la subsolul unei clădiri rezidențiale? Este posibil să atașați o cameră de cazan la o clădire rezidențială? Este posibil să amplasați o cameră de cazan pe gaz pe acoperișul unei clădiri rezidențiale? Cum sunt împărțite încăperile de cazane în funcție de locația lor?
Experiențe personale de hidraulică și inginerie termică
Introducere și cunoaștere. Partea 1 Rezistența hidraulică a supapei termostatice Rezistența hidraulică a balonului filtrant
Curs video Programe de calcul
Technotronic8 - Software de calcul hidraulic și termic Auto-Snab 3D - Calcul hidraulic în spațiu 3D
Materiale utile Literatură utilă
Hidrostatice și hidrodinamice
Sarcini de calcul hidraulic
Pierderea de cap într-o secțiune de țeavă dreaptă Cum afectează pierderea de cap debitul?
Diverse
Alimentarea cu apă a unei case private Bricolaj Alimentare autonomă cu apă Schema autonomă de alimentare cu apă Schema automată de alimentare cu apă Schema de alimentare cu apă pentru casă privată
Politica de confidențialitate

Avantaje și dezavantaje

Un sistem de încălzire cu acumulator de căldură, în care o centrală cu combustibil solid servește ca sursă de căldură, are o mulțime de avantaje:

• Îmbunătățirea condițiilor de confort din casă, deoarece după ce combustibilul a ars, sistemul de încălzire continuă să încălzească casa cu apă fierbinte din rezervor. Nu este nevoie să vă ridicați în mijlocul nopții și să încărcați o porție de lemn de foc în căminul de foc.
• Prezența unui recipient protejează jacheta de apă a cazanului de fierbere și distrugere. Dacă electricitatea este întreruptă brusc sau capetele termostatice instalate pe radiatoare întrerup lichidul de răcire datorită atingerii temperaturii dorite, atunci sursa de căldură va încălzi apa din rezervor. În acest timp, se poate relua alimentarea cu energie electrică sau se va porni generatorul de motorină.
• Este exclusă alimentarea cu apă rece de la conducta de retur către schimbătorul de căldură din fontă fierbinte roșie după o pornire bruscă a pompei de circulație.
• Acumulatoarele de căldură pot fi utilizate ca separatoare hidraulice în sistemul de încălzire (săgeți hidraulice). Acest lucru face ca funcționarea tuturor ramurilor circuitului să fie independentă, ceea ce oferă economii suplimentare de energie termică.

Costul mai mare al instalării întregului sistem și cerințele pentru amplasarea echipamentelor sunt singurele dezavantaje ale utilizării rezervoarelor de stocare. Cu toate acestea, aceste investiții și inconveniente vor fi urmate de costuri minime de funcționare pe termen lung.

Iti recomandam:

Cum se face încălzirea într-o casă privată - un ghid detaliat Cum se alege un rezervor de expansiune pentru un sistem de încălzire Cum se alege și se conectează un rezervor de expansiune cu membrană

Schema de separare hidraulică

O altă schemă de conectare mai complexă implică o alimentare neîntreruptă de energie electrică. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci este necesar să se asigure conexiunea la rețea printr-o sursă de alimentare neîntreruptibilă. O altă opțiune este utilizarea centralelor electrice pe motorină sau pe benzină. În cazul anterior, conexiunea acumulatorului de căldură la cazanul pe combustibil solid a fost independentă, adică sistemul ar putea funcționa separat de rezervor. În această schemă, acumulatorul acționează ca un rezervor tampon (separator hidraulic). O unitate specială de amestecare (LADDOMAT) este încorporată în circuitul primar prin care circulă apa atunci când cazanul este pornit.

Conectarea unui acumulator de căldură la un cazan pe combustibil solid

Elemente de bloc:

• pompă de circulație;
• supapă termostatică cu trei căi;
• verifica valva;
• bazin;
• Supape cu bilă;
• dispozitive de control al temperaturii.

Diferențe față de schema anterioară - toate dispozitivele sunt colectate într-un bloc, iar lichidul de răcire merge la rezervor și nu la sistemul de încălzire. Principiul de funcționare al unității de agitare rămâne neschimbat. O astfel de conductă a unui cazan pe combustibil solid cu acumulator de căldură vă permite să conectați câte ramuri de încălzire doriți la ieșirea din rezervor. De exemplu, pentru alimentarea radiatoarelor și a sistemelor de încălzire prin pardoseală sau aer. Mai mult, fiecare ramură are propria pompă de circulație. Toate circuitele sunt separate hidraulic, excesul de căldură din sursă este acumulat în rezervor și utilizat atunci când este necesar.

Calculul capacității acumulatorului de căldură

Metodologia de calcul poate fi diferită în funcție de schema de aplicare. Iată o diagramă brută de calcul:

1. Determinarea sarcinii maxime de combustibil. De exemplu, focarul conține 20 kg de lemn de foc. 1 kg de lemn de foc este capabil să elibereze 3,5 kWh de energie. Astfel, la arderea unui semn de lemn de foc, cazanul va da 20 3,5 = 70 kWh de căldură. Timpul necesar pentru ca un marcaj complet să fie ars poate fi determinat empiric sau calculat. Dacă puterea cazanului este, de exemplu, 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Temperatura purtătorului de căldură în sistemul de încălzire. Dacă sistemul este deja instalat, este suficient să măsurați temperatura la intrare și ieșire și să determinați pierderea de căldură.
3. Determinarea frecvenței de descărcare dorite. De exemplu, încărcarea este posibilă dimineața și seara, dar nu este posibilă întreținerea cazanului în timpul zilei și noaptea.

Calculul stocării căldurii

Dacă, timp de o oră, pierderea de căldură a unei camere, de exemplu, este de 6,7 kW, atunci pe zi va fi de 160 kW. În acest exemplu, aceasta este puțin mai mult de două umpluturi de combustibil. După cum s-a definit mai sus, o filă de lemn de foc arde timp de aproximativ 3 ore, eliberând 70 kWh de energie termică.

Nevoia de încălzire a casei este de 6,7 3 = 20,1 kWh, rezerva rezervorului de stocare va fi de 70-20,1 = 49,9, adică aproximativ 50 kWh. Această energie va fi suficientă pentru o perioadă de 50: 6.7 - aceasta este de aproximativ 7 ore, ceea ce înseamnă că sunt necesare două gustări complete și una incompletă pe zi.

Pe baza acestor calcule, având în vedere mai multe opțiuni, ne oprim la acest lucru: la ora 23, se face o încărcare incompletă, la 6.00 și 18.00 - completă. Dacă desenați un grafic al nivelului de încărcare al acumulatorului de căldură, puteți vedea că încărcarea maximă cade pe 60 kWh la 9 dimineața.

Deoarece 1 kWh = 3600 kJ, rezerva ar trebui să fie de 60 3600 = 216000 kJ de energie termică. Rezerva de temperatură (diferența dintre indicatorul maxim de apă și debitul necesar) este de 95-57 = 38 ° С. Capacitatea termică a apei 4.187 kJ. Astfel, 216000 / (4.18738) = 1350 kg. În acest caz, volumul necesar al acumulatorului de căldură va fi de 1,35 m3.

Exemplul considerat oferă o idee generală despre modul în care este calculată capacitatea rezervorului de stocare. În fiecare caz individual, este necesar să se ia în considerare particularitățile sistemului de încălzire și condițiile de funcționare a acestuia.

Caracteristicile instalării unui acumulator de căldură

Înainte de instalarea echipamentului, trebuie întocmit un proiect detaliat. Este necesar să se țină seama de toate cerințele producătorilor de echipamente de încălzire. La instalarea rezervorului de stocare, trebuie respectate următoarele reguli:

• Suprafața containerului trebuie să aibă o izolație termică fiabilă.
• Termometrele ar trebui instalate la intrare și ieșire pentru a monitoriza temperatura apei.
• Rezervoarele volumetrice de cele mai multe ori nu se încadrează în ușă. Dacă nu este posibil să aduceți rezervorul înainte de sfârșitul construcției, va trebui să utilizați o versiune pliabilă sau mai multe rezervoare mai mici.
• Un filtru grosier este de dorit pe conducta de intrare.
• O supapă de siguranță și un manometru ar trebui instalate lângă rezervor. Ar trebui să existe și o supapă de aerisire în rezervor.
• Trebuie să fie posibilă scurgerea apei din rezervor.

Utilizarea unui acumulator de căldură într-un sistem cu un cazan pe combustibil solid crește eficiența generatorului de căldură și durata de viață a acestuia și, de asemenea, permite consumul de combustibil mai economic. Posibilitatea unei încărcări mai rare de combustibil face ca utilizarea cazanului de încălzire să fie mai convenabilă pentru consumator. Calculul capacității necesare a rezervorului de stocare trebuie să ia în considerare tipul cazanului, caracteristicile sistemului de încălzire și condițiile de funcționare a acestuia.

În ciuda simplității dispozitivului și a evidenței beneficiilor utilizării acumulatorilor de căldură, acest tip de echipament nu este încă foarte obișnuit. În acest articol vom încerca să vorbim despre ce este un acumulator de căldură și avantajele pe care le aduce odată cu utilizarea sa în sistemele de încălzire.

Alegerea unui acumulator de căldură

TA alege atunci când proiectează un sistem de încălzire. Inginerii de încălzire vă vor ajuta să alegeți acumulatorul de căldură potrivit. Dar, dacă este imposibil să le folosești serviciile, va trebui să te alegi singur. Acest lucru nu este dificil de realizat.

Acumulator de căldură pentru cazanul pe combustibil solid

Principalele criterii pentru selectarea acestui dispozitiv sunt considerate a fi următoarele

:

• presiunea în sistemul de încălzire;
• volumul rezervorului tampon;
• dimensiunile și greutatea exterioară;
• echiparea cu schimbătoare de căldură suplimentare;
• posibilitatea de a instala dispozitive suplimentare.

Presiunea (presiunea) apei din sistemul de încălzire este principalul indicator. Cu cât este mai înalt, cu atât este mai cald în camera încălzită. Având în vedere acest parametru, atunci când alegeți un acumulator de căldură pentru cazanele pe combustibil solid, se acordă atenție presiunii maxime pe care o poate rezista.Acumulatorul de căldură pentru un cazan pe combustibil solid prezentat în fotografie este fabricat din oțel inoxidabil și poate rezista la presiune ridicată a apei.

Volumul tampon. Capacitatea de a stoca căldură pentru sistemul de încălzire în timpul funcționării depinde de aceasta. Cu cât este mai mare, cu atât se va acumula mai multă căldură în recipient. Aici trebuie să țineți cont de faptul că este inutil să creșteți limita la infinit. Dar dacă apa este mai mică decât norma, dispozitivul pur și simplu nu va îndeplini funcția de acumulare de căldură atribuită acestuia. Prin urmare, pentru alegerea corectă a unui acumulator de căldură, va fi necesar să se calculeze capacitatea sa de tampon. Se va arăta puțin mai târziu cum se efectuează.

Dimensiuni și greutate externe. Aceștia sunt, de asemenea, indicatori importanți atunci când alegeți un TA. Mai ales într-o casă deja construită. Când se face calculul acumulatorului de căldură pentru încălzire, se efectuează livrarea la locul de instalare, poate exista o problemă cu instalația însăși. În ceea ce privește dimensiunile globale, este posibil să nu se potrivească pur și simplu cu o deschidere standard a ușii. În plus, TA de capacitate mare (de la 500 de litri) sunt instalate pe o fundație separată. Un dispozitiv masiv umplut cu apă va deveni și mai greu. Aceste nuanțe trebuie luate în considerare. Dar este ușor să găsești o cale de ieșire. În acest caz, sunt achiziționate două acumulatoare de căldură pentru cazanele cu combustibil solid cu un volum total de rezervoare tampon egal cu cel calculat pentru întregul sistem de încălzire.

Echipat cu schimbătoare de căldură suplimentare. În absența unui sistem de apă caldă menajeră în casă, a unui circuit propriu de încălzire a apei în cazan, este mai bine să cumpărați imediat un TA cu schimbătoare de căldură suplimentare. Pentru cei care locuiesc în regiunile sudice, va fi util să conectați un colector solar la un TA, care va deveni o sursă suplimentară gratuită de căldură în casă. Un calcul simplu al sistemului de încălzire va arăta câte schimbătoare de căldură suplimentare este de dorit să aveți în acumulatorul de căldură.

Posibilitatea de a instala dispozitive suplimentare. Aceasta implică instalarea de elemente de încălzire (încălzitoare electrice tubulare), instrumente (instrumentație), supape de siguranță și alte dispozitive care asigură funcționarea neîntreruptă și sigură a rezervorului tampon din dispozitiv. De exemplu, în caz de amortizare de urgență a cazanului, temperatura din sistemul de încălzire va fi menținută prin elemente de încălzire. În funcție de volumul de încălzire a spațiilor, este posibil ca acestea să nu creeze o temperatură confortabilă, dar dezghețarea sistemului va fi în mod necesar prevenită. Prezența instrumentelor vă va permite să acordați atenție la posibilele defecțiuni ale sistemului de încălzire în timp util.

Important. Atunci când alegeți un acumulator de căldură pentru încălzire, acordați atenție izolării termice a acestuia. De aceasta depinde conservarea căldurii obținute.

Aplicarea acumulatorilor de căldură

Există mai multe metode pentru calcularea volumului unui rezervor. Experiența practică arată că, în medie, sunt necesari 25 de litri de apă pentru fiecare kilowat de echipament de încălzire. Eficiența cazanelor pe combustibil solid, care include un sistem de încălzire cu acumulator de căldură, crește la 84%. Nivelând vârfurile de combustie, se economisesc până la 30% din resursele de energie.

La utilizarea rezervoarelor pentru alimentarea cu apă caldă menajeră, nu există întreruperi în timpul orelor de vârf. Noaptea, când nevoile sunt reduse la zero, lichidul de răcire din rezervor acumulează căldură și dimineața asigură din nou toate nevoile în totalitate.

Izolația termică fiabilă a dispozitivului cu poliuretan spumat (spumă poliuretanică) ajută la menținerea temperaturii. În plus, este posibil să instalați elemente de încălzire, ceea ce ajută la „recuperarea” rapidă a temperaturii dorite în caz de urgență.

Vedere în secțiune a acumulatorului de căldură

Depozitarea căldurii este recomandată în cazuri:

• mare nevoie de alimentare cu apă caldă. Într-o căsuță, unde locuiesc mai mult de 5 persoane și sunt instalate două băi, acesta este un mod real de a îmbunătăți condițiile de viață;
• la utilizarea cazanelor pe combustibil solid.Acumulatoarele netezesc funcționarea echipamentelor de încălzire în ora celei mai mari încărcături, elimină excesul de căldură, prevenind fierberea și, de asemenea, măresc timpul dintre umplerea combustibilului solid;
• atunci când se utilizează energia electrică la tarife separate pentru zi și noapte;
• în cazurile în care bateriile solare sau eoliene sunt instalate pentru stocarea energiei electrice;
• atunci când se utilizează pompe de circulație în sistemul de alimentare cu căldură.

Acest sistem este perfect pentru camere încălzite cu calorifere sau încălzire prin pardoseală. Avantajele sale sunt că este capabil să stocheze energie din diferite surse. Sistemul combinat de alimentare vă permite să alegeți cea mai optimă opțiune pentru a genera căldură pentru o anumită perioadă de timp.

Caracteristicile proiectării acumulatorului de căldură

Dispozitivul este un recipient cilindric din oțel inoxidabil sau oțel negru. Dimensiunile containerului depind de volumul acestuia, care variază de la câteva sute la zeci de mii de litri. Datorită volumelor mari, un astfel de dispozitiv este dificil de amplasat într-o cameră de cazan existentă, deci trebuie deseori finalizat. Există modele atât cu izolație termică din fabrică, cât și containere fără aceasta.

La instalarea acumulatorului de căldură, trebuie avut în vedere faptul că grosimea izolației este de 10 cm. După acesta, se pune o carcasă din piele pe partea superioară a rezervorului. În interiorul rezervorului există un agent de răcire care, atunci când combustibilul este ars în cazan, se încălzește rapid și reține căldura mult timp datorită unui strat de izolație. După oprirea funcționării cazanului, acumulatorul degajă căldura în cameră, încălzindu-l. Din acest motiv, cazanul nu va trebui să fie aprins la fel de des ca înainte.

Conform designului lor, capacitățile acumulatorului de căldură sunt:

• cu un cazan amplasat în interior. Acest design a fost creat pentru a furniza locuințe cu apă caldă dintr-o sursă autonomă;
• cu unul sau două schimbătoare de căldură;
• gol (fără lichid de răcire).

Sunt prevăzute găuri filetate pentru conectarea dispozitivului de stocare la cazan și la sistemul de încălzire al casei.

fundal

Sa întâmplat că acum ceva timp am cumpărat o casă privată la o anumită distanță de civilizație. Depărtarea de civilizație este determinată în principal de faptul că nu există deloc gaz acolo. Iar puterea permisă a conexiunii electrice nu oferă abilitatea tehnică de a încălzi casa cu electricitate. Singura sursă reală de căldură în timpul iernii este utilizarea combustibililor solizi. Cu alte cuvinte, casa era dotată cu o sobă, pe care fostul proprietar o încălzea cu lemne și cărbune.

Dacă cineva are experiență în utilizarea aragazului, atunci nu trebuie să i se explice că această activitate necesită o monitorizare constantă. Chiar și în vremea nu prea rece, este imposibil să puneți lemne de foc în sobă o dată și să „uitați” de ea. Dacă puneți prea mult lemn, casa se va încălzi. Și după ce combustibilul arde, casa se va răci oricum rapid. Vrând-nevrând, pentru a menține o temperatură confortabilă, trebuie să adăugați în mod constant puțină lemne de foc. Și în înghețurile severe, cuptorul nu poate fi lăsat nesupravegheat nici măcar 3-4 ore. Dacă nu vrei să te trezești dimineața într-o cameră rece, fii amabil să mergi la aragaz cel puțin o dată pe noapte ...

Desigur, nu aveam nicio dorință de a lucra ca pompier. Și așa am început imediat să mă gândesc la un mod mai convenabil de încălzire. Desigur, dacă era imposibil să folosești gaz sau electricitate, doar un sistem modern de încălzire cu combustibil solid ar putea deveni astfel, constând dintr-un cazan pe combustibil solid, un acumulator de căldură și cea mai simplă automatizare pentru pornirea și oprirea pompei de recirculare.

De ce este un cazan modern mai bun decât un aragaz convențional? Ocupă mult mai puțin spațiu, puteți pune mai mult combustibil în el, asigură o combustie mai bună a acestui combustibil la sarcină maximă și teoretic poate fi folosit pentru a lăsa cea mai mare parte a căldurii din casă și a nu fi eliberat în coș.Dar, spre deosebire de aragaz, un cazan pe combustibil solid este practic imposibil de utilizat fără un acumulator de căldură. Scriu despre acest lucru în detaliu, pentru că știu mulți oameni care au încercat să încălzească o casă cu astfel de cazane, conectându-le direct la conductele de încălzire. Nu au făcut nimic bun.

Ce este un acumulator de căldură sau, așa cum se mai numește, un rezervor tampon? În cel mai simplu caz, este doar un butoi mare de apă, ai cărui pereți sunt bine izolați. Cazanul încălzește apa din acest butoi în două-trei ore de la funcționare. Și apoi această apă fierbinte circulă prin sistemul de încălzire până se răcește. Pe măsură ce se răcește, cazanul trebuie aprins din nou. Cel mai simplu acumulator de căldură poate fi realizat cu ușurință de orice sudor. Dar eu, după o scurtă gândire, am abandonat această idee și am cumpărat una gata pregătită. De când locuiesc în Ucraina, m-am orientat către și nu am regretat-o ​​niciodată: aici rezervoarele de acumulare sunt fabricate profesional și de o calitate foarte înaltă.

În funcție de volumul acumulatorului de căldură, de puterea cazanului și de cantitatea de căldură necesară casei, cazanul nu trebuie încălzit constant, ci o dată sau de două ori pe zi, sau chiar o dată la două sau trei zile.

Calculul volumului rezervorului tampon al cazanului

Cea mai optimă soluție la această problemă va fi atribuirea implementării sale către inginerii termici. Calculul volumului acumulatorului de căldură pentru întregul sistem de încălzire al unei case private necesită luarea în considerare a diferiților factori cunoscuți doar de aceștia. În ciuda acestui fapt, calculele preliminare se pot face independent. Pentru aceasta, pe lângă cunoștințele generale de fizică și matematică, veți avea nevoie de un calculator și o foaie de hârtie goală.

Găsim următoarele date

:

• puterea cazanului, kW;
• timpul de ardere a combustibilului activ;
• puterea termică de încălzire a casei, kW;
• Eficiența cazanului;
• temperatura în conducta de alimentare și „retur”.

Să luăm în considerare un exemplu de calcul preliminar. Suprafața încălzită este de 200 m 2. Timpul de ardere activă a cazanului este de 8 ore, temperatura lichidului de răcire în timpul încălzirii este de 90 ° C, în circuitul de retur este de 40 ° C. Puterea termică estimată a camerelor încălzite este de 10 kW. Cu astfel de date inițiale, dispozitivul de încălzire va primi 80 kW (10 × 8) de energie.

Calculăm capacitatea tampon a unui cazan pe combustibil solid în funcție de capacitatea termică a apei

:

unde: m este masa de apă din rezervor (kg); Q este cantitatea de căldură (W); ∆t este diferența dintre temperatura apei din conductele de alimentare și retur (° С); 1.163 este capacitatea termică specifică a apei (W / kg ° С) ...

Calculul capacității tampon a unui cazan pe combustibil solid

Înlocuind numerele din formulă, obținem 1375 kg de apă sau 1,4 m 3 (80.000 / 1.163 × 50). Astfel, pentru un sistem de încălzire al unei case cu o suprafață de 200 m 2, este necesar să instalați un TA cu o capacitate de 1,4 m 3. Cunoscând această cifră, puteți merge în siguranță la magazin și a vedea care acumulator de căldură este acceptabil.

Dimensiunile, prețul, echipamentul, producătorul sunt deja ușor de identificat. Comparând factorii cunoscuți, nu este dificil să faceți o selecție preliminară a unui acumulator de căldură pentru o casă. Acest calcul este relevant în cazul în care casa este construită, sistemul de încălzire a fost deja instalat. Rezultatul calculului va arăta dacă este necesară demontarea ușilor datorită dimensiunilor TA. După evaluarea posibilității de instalare a acestuia într-un loc permanent, se face calculul final al acumulatorului de căldură pentru cazanul pe combustibil solid instalat în sistem.

După colectarea datelor despre sistemul de încălzire, efectuăm calcule folosind formula

:

unde: W este cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea lichidului de răcire; m este masa apei; c este capacitatea de căldură; ∆t este temperatura încălzirii apei;

În plus, aveți nevoie de valoarea k - eficiența cazanului.

Din formula (1) găsim masa: m = W / (c × ∆t) (2)

Deoarece eficiența cazanului este cunoscută, rafinăm formula (1) și obținem W = m × c × ∆t × k (3) din care găsim masa actualizată a apei m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Să ne gândim cum să calculăm un acumulator de căldură pentru o casă. Un cazan de 20 kW este instalat în sistemul de încălzire (indicat în datele pașaportului). Fila combustibil se arde în 2,5 ore. Pentru a încălzi o casă, aveți nevoie de 8,5 kW / 1 oră de energie. Aceasta înseamnă că, în timpul arderii unui semn de carte, se vor obține 20 × 2,5 = 50 kW

Încălzirea spațiului va consuma 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Excesul de căldură produs 50 - 21,5 = 28,5 kW este stocat în TA.

Temperatura la care este încălzit lichidul de răcire este de 35 ° C. (Diferența de temperatură în conductele de alimentare și retur. Determinată prin măsurare în timpul funcționării sistemului de încălzire). Înlocuind valorile căutate în formula (4), obținem 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Această cifră înseamnă că, pentru a stoca căldura generată de cazan, este necesar să aveți 875 kg de purtător de căldură. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un rezervor tampon pentru întregul sistem cu un volum de 0,875 m 3. Astfel de calcule ușoare facilitează alegerea unui acumulator de căldură pentru cazanele de încălzire.

Sfat. Pentru un calcul mai precis al volumului rezervorului tampon, este mai bine să contactați un specialist.

Calculator online

* Dacă calculatorul arată 0 (zero), înseamnă că nu aveți surplus de energie de acumulat.

Aceasta este o cifră aproximativă, cât mai aproape posibil de realitate, fără a lua în considerare variabile precum: tipul de combustibil, eficiența cazanului, eficiența energetică a clădirii.

Explicații

Puterea cazanului conform pașaportului - fiecare producător o indică din documentația echipamentului. Dacă cazanul a fost fabricat independent și puterea sa este necunoscută, acesta poate fi determinat aproximativ empiric. Pentru o casă cu o suprafață de 100 m2 este suficient un cazan de 10 kW... Dacă unitatea dvs. face față sarcinii de a vă încălzi casa, cu o sarcină medie a focarului, luați zona acestei camere ca valoare principală și determinați puterea. Trebuie să înțelegeți că acestea vor fi date foarte medii, excluzând pierderile de căldură, eficiența energetică a clădirii etc.

Puterea de care aveți nevoie pentru a vă încălzi casa. Aceasta este energia necesară pentru a menține temperatura necesară. Este calculat de un specialist pe baza formulelor complexe și a multor variabile. De exemplu, o casă de 100 m2 necesită 8,5 kW de energie pe oră. Din nou, aceasta este o cifră foarte medie.

Temperatura purtătorului de căldură, alimentarea și returul. Diferența dintre aceste numere va fi surplusul care trebuie păstrat.

Capacitatea termică a apei. Aceasta este o valoare tabelară, care este de 4,19 kJ / kg × ° C sau 1,164 W × h. Participă la calcule și este o valoare statistică.