Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как самому сделать буферную емкость для отопления?

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками

Некоторые элементы обвязки обогревателей в частном доме возможно изготовить самостоятельно. Так, сделанная своими руками буферная емкость для твердотопливного котла позволит обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы отопления.

  • Устройство теплового агрегата
  • Принцип действия
  • Расчет объема бака
  • Самостоятельное изготовление

Этот резервуар называют еще теплоаккумулятором или накопителем, так как он способен накапливать тепловую энергию и отдавать ее в систему, даже когда котел не работает на полную мощность.

Устройство теплового агрегата

В настоящее время тепловой аккумулятор представляет собой довольно сложную конструкцию. Более простой агрегат по своему устройству напоминает термос. В его конструкцию входят следующие элементы:

  • внутренний бак;
  • внешняя обшивка;
  • утеплитель.

Внутренний бак имеет четыре патрубка: два соединяют с твердотопливным котлом, два — с контуром системы отопления. В верхней части резервуара устанавливают предохранительный клапан для сброса лишнего давления.

В низшей точке бака находится кран для слива жидкости. В схему обвязки встроены два циркулирующих насоса, которые осуществляют движение теплоносителя под определенным давлением.

В общей схеме системы отопления агрегат занимает место непосредственно между котлом и радиаторами.

Если он отсутствует, то для того чтобы процесс проходил равномерно, необходимо постоянно подкладывать дрова в топку. Иногда эту процедуру невозможно выполнить вследствие конструктивных особенностей котлов.

Принцип действия

Принцип работы буферной емкости можно сравнить с действием автомобильного аккумулятора. Пока двигатель работает, генератор вращается и вырабатывает электрический ток, который накапливается в автомобильной батарее.

Как только мотор глушат, снабжение электрооборудования электрическим током обеспечивает аккумулятор. Так и в этом случае, когда разжигают твердое топливо в котле, охлажденная жидкость из резервуара насосом подается в обогреватель, где она нагревается.

Поступающий в буферную емкость горячий теплоноситель поднимается в верхнюю часть, так как он легче холодной жидкости. Сначала движение воды в системе осуществляется по малому кругу: между котлом и тепловым аккумулятором.

Когда теплоноситель в емкости нагреется, он начинает поступать по трубопроводам к батареям. Затем остывшая жидкость по обратным трубопроводам попадает в нижнюю часть буферного бака.

Одним из недостатков такой конструкции является длительный начальный период прогрева теплоносителя. Иногда он может занимать от 2 до 4 часов. Но все же у этого устройства немало положительных свойств, а именно:

  • экономия топлива;
  • простота конструкции, что позволяет сделать теплоаккумулятор своими руками;
  • повышение коэффициента полезного действия твердотопливного котла;
  • легкое обслуживание оборудования;
  • защита элементов системы отопления от перегрева.

В основу работы теплоаккумулятора заложена высокая теплопроводность жидкости. Например, при остывании 1 л воды на 1° C позволяет нагреть 1 м³ воздуха в помещении на 4° C.

Поэтому если в определенный момент передать тепловую энергию некоторому объему воды, то затем его хватит для обогрева жилища в течение длительного времени.

Расчет объема бака

Прежде чем приступить к изготовлению теплонакопителя для отопления своими руками, необходимо рассчитать примерный объем будущего агрегата. Сначала следует узнать приблизительную мощность теплоотдачи емкости, учитывая, что для обогрева в зимний период 10 м² помещения расходуется 1 кВт мощности.

То есть для отопления большого загородного дома площадью 200 м² потребуется 20 кВт тепловой энергии, но для расчета принимают средний показатель — 10 кВт. При этом максимальная температура теплоносителя берется равной 90° C, а минимальная — 50° C.

Время действия буферного бака без участия котла составляет 8 часов. В дальнейшем, проведя расчет по формуле m=Q/c (tmax-tmin), можно узнать количество воды, поступающее в бак. В формуле следующие обозначения:

  • Q — расход тепловой энергии;
  • c — удельная теплоемкость воды;
  • (tmax-tmin) — разница между максимальной и минимальной температурами.

После расчета получится 1718 кг воды, то есть примерный объем будет равен 1,8 м³. Объем резервуара можно определить и по каталогу заводских видов теплоаккумуляторов, сравнив их технические характеристики, которые могут подойти к требуемой площади помещения.

Самостоятельное изготовление

Чтобы проще изготовить теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками, лучше всего выбрать прямоугольную форму конструкции. Для этого подойдут детали из листовой гофрированной стали, так как они обладают повышенной жесткостью.

Обязательно присутствие сварочного аппарата, так как все основные сборочные работы проводят при помощи этого агрегата. Кроме листов стали, понадобится металлический уголок для установки распорок.

Дело в том, что конструкция будет работать под давлением, поэтому ее следует усилить. Сначала сваривают внутреннюю емкость, расперев уголками противоположные стенки. Затем собирают наружный корпус, который по размерам будет немного больше, чтобы хватило места для установки утеплителя.

Одну сторону кожуха не закрывают, через нее вставляют внутреннюю емкость. Затем вваривают патрубки в рабочий бак для подключения системы отопления, предохранительного клапана, сливного крана, а пустоты между ним и кожухом заполняют утеплителем.

Для этого подойдет минеральная вата или монтажная пена. Далее приваривают стенку кожуха и подключают теплоаккумулятор к системе отопления. Не стоит забывать после сварки конструкций проверить их на герметичность.

Теплоаккумулятор своими руками: как его сделать и подключить

Чтобы изготовить теплоаккумулятор своими руками, нужно предварительно выполнить его чертеж Большую роль в отопительной системе играет тепловой аккумулятор. Именно он отвечает за стабильный качественный обогрев жилья даже в тех случаях, когда топлива уже нет в системе. Этот полезный агрегат можно приобрести в магазине, но стоит он весьма недешево, а не у всех есть такие деньги. Поэтому можно попробовать сделать его, а затем подключить своими руками.

Домашний аккумулятор тепла и его принцип работы

Основная задача, которую выполняет теплоаккумулятор – это поддержание отопительной системы дома с помощью горячей воды, когда по каким-либо причинам не греется печь или котел. При грамотной установке устройства можно добиться улучшения качества обогрева жилья и экономии электроэнергии.

Простыми словами, это большой резервуар с водой, заключенный в теплоизоляционную оболочку.

Преимущества использования аккумулятора тепла:

  • Даже при полной остановке работы котлов отопления – помещение будет обогреваться;
  • При наличии теплоаккумулятора котел можно не топить на ночь, что даст в итоге нехилую экономию;
  • Благодаря тому, что аккумулятор принимает на себя излишки тепла – исключается риск перегрева отопительного контура;
  • Есть возможность соединить несколько источников тепла, например, вмонтировать в теплоаккумулятор тэны.

Недостатком теплового аккумулятора считаются его размеры и вес. Они немаленькие и для удобства использования устройства, желательно отвести для него отдельную комнату.

Принцип работы устройства таков: жидкость в емкости нагревается до высокой температуры, а затем постепенно отдается в отопительную систему.

Благодаря домашнему аккумулятору тепла можно улучшить эксплуатационные качества отопительной системы дома

Тепловой аккумулятор (его еще иногда называет буферной емкостью) может играть роль водонагревателя, если внутрь него встроить змеевик. Правда, нагревать воду в большом объеме все же не получится. Заряжать термоаккумулятор можно не только с помощью котла, но и посредством солнечного коллектора. Для этого тоже встраивается змеевик, через который будет течь нагретая солнцем жидкость.

Что такое накопительный бак для отопления

Накопительный бак – это утепленная емкость с выводами для подключения труб водяного отопления. Служит для обогрева жилья в период остановки работы источника тепла.

Стандартная, без лишних наворотов теплоаккумулирующая емкость состоит из:

  • Бака в виде стального цилиндра;
  • Теплоизоляции примерно в 50- 100 мм;
  • Обшивки;
  • Врезанных в емкость штуцеров;
  • Погружных гильз для фиксации манометра и термометра.

Также подобный водяной накопитель увеличивает эффективность работы твердотопливного котла. Ведь максимальная тепловая отдача происходит при активном горении топлива, а это невозможно без буфера, забирающего все излишки тепла на себя. Чем эффективнее горят дрова, тем их меньше надо. То же самое касается газовых установок.

Пока помещение греет теплогенератор, аккумулирующий бак накапливает тепло, и вода в нем прогревается до максимальной температуры. После завершения работы котла в батареи начинает поступать горячая жидкость, обеспечивающая отопление жилья. Продолжительность обогрева зависит от литража бака и уличной температуры.

Функциональный тепловой аккумулятор для отопления своими руками

Если вы решили изготовить теплонакопитель самостоятельно, то прежде чем приступить к работе, следует определиться с его размерами и внимательно изучить чертеж устройства.

Габариты бочки можно вычислить примерно, ориентируясь на соотношение 30-50 л на 1 кВт или умножив площадь, которую нужно отапливать на 4 (полученная величина и будет нужный объем).

Также нужно прикинуть, сколько места под самодельный накопитель вы сможете выделить и как долго энергоаккумулятор должен работать вместо основного источника тепла.

Схема изготовления теплоаккумулятора:

  1. Для создания бака можно взять бочку и хорошенько зачистить ее внутри. Это необходимо чтобы в воду не попадала ржавчина или какие-то окиси. Зачистку можно провести шлифовальным кругом или болгаркой.
  2. Затем в емкости сверлятся отверстия подходящие для диаметров подающих патрубков. Это делается дрелью со сверлом по металлу или с коронкой.
  3. Потом в сделанные отверстия ввариваются патрубки с резьбой для подачи и слива жидкости. Позже на резьбу будут фиксироваться шаровые краны для подключения в систему отопления.
  4. Приваривается крышка. Во время этой работы нужно следить за тем, чтобы все швы были герметичны, и не было течи.
  5. Происходит утепление теплоаккумулятора. Утеплить устройство можно минеральной или базальтовой ватой, которой нужно обернуть бочку, после чего хорошо стянуть материал крепежной лентой из металла.
  6. Остается подключить накопитель в систему с помощью шаровых кранов.

Аккумулирующая буферная емкость должна располагаться сразу после котла, выше батарей, чтобы вода беспрепятственно поступала в радиаторы.

Для создания буферной емкости помимо бочек можно использовать пропановые баллоны, старые бойлеры или списанные технологические емкости.

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками и ее подключение к системе

Буферную емкость можно использовать как постоянный или только сезонный накопитель тепловой энергии. В любом случае устройство нужно правильно подключить в систему. Это достаточно несложно, поэтому легко сделать самому.

Чтобы правильно подключить буферную емкость для твердотопливного котла, следует посмотреть обучающее видео

Подключение теплоаккумулятора к системе отопления:

  • Накопительный бак и обратный выход из котла соединяются, а затем между ними ставится циркуляционный насос;
  • Подключается трубопровод;
  • Если радиаторов в доме много, то нужно последовательно подключить каждый из них;
  • Чтобы исключить риск перегрева, аккумулятори нужно снабдить предохранительными клапанами и регулирующими датчиками.

Кстати, если литраж накопительного бака больше 500 л, просто ставить его на пол из бетона крайне нежелательно. Лучше сделать дополнительный фундамент.

Для этого нужно снять стяжку и вырыть яму, достающую до плотных грунтовых слоев. Потом нужно заполнить ее битым камнем, уплотнить и залить глиной в жидком состоянии.

Стоит ли мастерить теплоаккумулятор из еврокуба

Напоследок еще несколько советов, касающихся создания буферной накопительной емкости.

Итак, что же следует еще учитывать:

  • Нельзя использовать пластиковые емкости, так как они не способны выдержать высокую температуру воды, под воздействием которой могут начать плавиться;
  • Для слишком большого дома может понадобиться объемный накопитель – в этом случае можно использовать прямоугольный или кубический короб, который можно сварить самому (к тому же его будет легче утеплить).

Многие домашние мастера пытаются сделать тепловой аккумулятор из популярного сейчас еврокуба. Тут нужно обязательно помнить, что он сделан из пластика и максимальная температура, которую он может выдержать равна 70 градусам, что очень мало. Но есть варианты более стойких емкостей, поэтому выбирая материал для будущего накопителя, следует внимательно изучать маркировку.

Как сделать теплоаккумулятор своими руками (видео)

Аккумулирующие накопительные емкости выполняют важные функции в отопительной домашней системе. Они могут повышать эффективность работы твердотопливных котлов или печей, давать возможность сэкономить электроэнергию и сырье. Сделать такой накопитель можно самостоятельно, грамотно подобрав материалы и выполнив нехитрые работы.

Как рассчитать буферную емкость для твердотопливного котла

Консультанты климатической компании «Термомир» подскажут как рассчитать буферную емкость для твердотопливного котла и помогут выбрать нужную модель.

Буферные емкости представляют собой баки – аккумуляторы для котлов отопления (или для систем охлаждения), позволяющие накапливать и сохранять излишки тепла или холода для дальнейшего их использования. Применяются они чаще всего для систем индивидуального отопления домов, дач, коттеджей и др. объектов.

Буферная емкость — это герметичный бак-накопитель большого объема, снабженный качественной теплоизоляцией и аккумулирующий, а также долго сохраняющий температуру тепло- или хладоносителя внутри. Обычно бак имеет вертикальное цилиндрическое исполнение, снабжен патрубками для подключения к системе, может дополнительно комплектоваться одним или двумя теплообменниками, а также ТЭНами для быстрого догрева.

Схема работы таких устройств проста – буферная емкость подключается в систему между источником тепла (котлом/коллектором и т.д.) и отопительным контуром (радиаторами, теплыми полами). При работе отопительного оборудования бак — теплоаккумулятор поглощает излишки вырабатываемого тепла, постепенно заполняясь нагретым теплоносителем. При остановке работы котла прогретый теплоноситель поступает в систему уже из самой буферной емкости, которая постепенно заполняется обраткой и остывает. При запуске котла цикл повторяется. Благодаря плотной теплоизоляции буферный накопитель может сохранять тепловую энергию часами и даже сутками. Такой же принцип работы применяется в системах охлаждения, когда буферный накопитель сберегает охлажденную жидкость, постепенно отдавая холод.

При правильно организованной системе отопления с буферной емкостью потери тепловой энергии минимальны, а энергетический потенциал топлива расходуется по максимуму, поэтому к выбору буферной емкости для котла необходимо подходить серьезно.
Для расчета потребуются следующие данные:

  • мощность котла (кВт)
  • КПД котла
  • время активного горения топлива (либо работа льготного электротарифа)
  • тепловая мощность обогрева объекта (дома, дачи т.д.) (кВт)
  • температура теплоносителя на входе и в обратке.

Можно рассмотреть ориентировочный расчет на примере: площадь обогрева — 200 м2, время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве — 90° С, в обратном контуре — 40° С. Для обогрева такой площади в зимнее время в европейской части России понадобится до 20 кВт мощности, а в среднем — около 10 кВт/ч. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Основная формула расчета буферной емкости котла по теплоемкости воды:

m = Q / (с × Δt).
где:

  • m – масса воды в емкости (кг);
  • Q – количество тепла (Вт);
  • ∆t – разность температуры воды в трубе подачи и обратке (°С);
  • с – теплоемкость, в данном случае 1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Полученный результат соответствует примерно 1376-ти кг воды (80000/1,163×50). Таким образом, для системы отопления дома площадью 200 м2 подходит буферная емкость объемом не менее 1,4 м3 или 1400 литров.
Также необходимо учесть КПД котла, регион (от него зависит требуемая на объект тепловая мощность), и др. факторы, потому для более точного расчета рекомендуется обратиться к специалистам.

Наиболее распространенный вариант использования теплоаккумуляторов – их тандем с твердотопливными котлами на дровах, брикетах или угле, а также с пеллетными, газовыми и дизельными котлами. Нередко применяются баки-аккумуляторы и в комплекте с электрическими котлами, особенно это выгодно при двухтарифной системе с льготными ночными тарифами или дешевым подключением в выходные дни.

Применение буферных емкостей — теплоаккумуляторов значительно увеличивает гибкость и эффективность системы отопления, позволяет сгладить нагрузку, предотвратить перегрев и уменьшить частоту включения источников тепла – котельного оборудования, солнечных коллекторов, тепловых насосов и т.п. и, соответственно, увеличить срок службы. Буферный накопитель позволяет экономить энергоресурсы без потери комфорта и работоспособности системы отопления, а также дополнительно защищает от аварийных ситуаций, предотвращая промерзание даже при остановке котла из-за неисправности, отсутствия топлива или необходимости проведения обслуживания.

На сайте магазина Термомир буферные емкости представлены в ассортименте: на выбор объемы от 200 и до 5000 литров и более в различной комплектации. Сделать расчет и подбор буферной емкости (теплоаккумулятора) помогут наши технические специалисты.

Читать еще:  Клуб ремонта

Требуется помощь в выборе или не нашли нужную модель? Позвоните!

Как выбрать и подключить буферную (аккумулирующую) ёмкость для автономного отопления

Хозяева домов в частном секторе часто сталкиваются с проблемами эффективности автономного отопления. Один из современных способов рационального их решения – монтаж в своем жилище буферной ёмкости. Она способна равномерно распределять тепло по комнатам и экономить деньги и время на обслуживание. Поставить ёмкость собственными руками несложно. В статье собраны советы специалистов по составлению чертежа и подробной схемы, рекомендации по подключению.

Принцип работы и виды буферной ёмкости

Если вы когда-либо видели термос, то поймёте и принцип работы буферной ёмкости. Её еще называют аккумулирующей или тепловым аккумулятором. С виду это бак цилиндрической формы. Стенки внутри него заизолированы поролоном или другим материалом. Это своеобразный посредник, который хранит тепло и равномерно распределяет его по отопительной системе. Это полезно и выгодно по таким причинам:

  1. Если тепло в доме генерирует твердотопливный котел, управлять мощностью которого очень сложно. С помощью буферной ёмкости вы сможете уменьшить разогрев радиаторов, например, в теплые дни.
  2. Для твердотопливного котла исчезает необходимость подкидывать дрова в ночное время.
  3. Если у вас дифференцированный тариф на оплату электроэнергии (днём – дороже, ночью – дешевле), электрокотел можно включать только ночью, а днём отапливаться накопленным теплом.

Тепловой аккумулятор

  • Использование ёмкости уменьшит выделения вредных веществ в атмосферу вашего дома (при использовании твердотопливного котла).
  • Экономия топлива.
  • Дополнительная защита от перегрева для любого котла.
  • Увеличение теплоотдачи котла и срока его эксплуатации.
  • Внимание! Есть у буферной ёмкости и минусы. Например, при своих габаритах она должна располагаться рядом с котлом. К тому же современный аккумулирующий бак стоит недешево, чтобы окупить его потребуется не менее 2-х лет.

    Виды и строение теплоаккумуляторов

    Ёмкости различают по материалу, который применяется как термоаккумулирующий:

    • твердотельные;
    • паровые;
    • а также термохимические;
    • жидкостные;
    • с добавочным нагревом.

    Вверху бака расположены пара штуцеров (патрубков), предназначенные для совмещения с котлом и всей системой, а также клапаном-предохранителем для спуска лишнего воздуха, если давление в глубине повысится. Внизу есть кран, через который можно спустить воду. Также производитель иногда размещает тут фланцы для монтажа датчика давления и температуры.

    Как правильно рассчитать объем

    Перед покупкой следует вычислить объем бака, который сможет обеспечить рациональный обогрев вашего дома. Если буферную ёмкость вы монтируете вместе с системой отопления, то для начала соберите данные:

    1. Площадь дома.
    2. Тепловые потери при различных значениях температуры воздуха (кВт/ч).
    3. Объем воды, которая проходит по системе за 1 ч при минимальном значении температуры.
    4. Чтобы использовать ёмкость в периоды отключения котла, посчитайте, на сколько часов максимально вы собираетесь его выключать. Полученное число умножьте на величину из пункта 3.

    Важно правильно высчитать подходящий объем емкости

    Если система отопления установлена, тогда рассчитать объем бака легче. В таком случае вы опытным путём можете установить количество воды и временной отрезок между топками в самые холодные периоды (в случае с твердотопливным котлом). Чтобы из этих данных получить подходящий размер ёмкости, просто их перемножьте. Для дома площадью около 200 кв. м, как правило, используется котел мощностью 25-32 кВт. Из описанной формулы объем теплоаккумулятора должен составить 1 тыс. л. Именно такой расход нагретой жидкости в системе нужен при температуре -25 C, хотя в более тёплые дни вам понадобится меньше.

    Совет. Не нужно увеличивать объем и покупать бак «с запасом», предполагая, что система может работать некорректно или температура опустится ниже заданного вами минимума. Даже если в вашей местности наступят чересчур сильные морозы, вы всегда можете пустить котел в обход ёмкости.

    Покупка буферной ёмкости: что проверить в магазине

    Теплоаккумулятор – не сложный для понимания механизм. Однако в заводском баке немало разных нюансов, которые производитель предусмотрел для повышения функциональности. При покупке обратите внимание на такие важные особенности ёмкости:

    1. На какой максимум давления жидкости в системе отопления рассчитаны стенки.
    2. Какова наибольшая потенциальная температура воды для неё.
    3. Из чего она изготовлена. Лучший материал – мягкая углеродистая сталь. Она должна быть покрыта «нержавейкой» или другим непромокаемым слоем.
    4. Имеет ли она изоляцию. Полезное свойство, но не обязательное.

    Хороший бак разделен на несколько секций. В них собирается вода разной температуры. Эта опция и позволяет ёмкости равномерно распределять тёплую воду по системе отопления. Она может быть снабжена вспомогательными полезными приспособлениями:

    • электронагреватель;
    • теплообменники для подсоединения к разным источниками или горячей воде;
    • резиновые фланцы.

    А вот самостоятельно изготавливать буферную ёмкость специалисты не советуют. Вам, как минимум, придётся проводить сварку металла толщиной в 5 мм и вырезать бак в форме сферы (технологическая необходимость для корректной работы). А ещё заводские ёмкости оборудованы змеевиками, которые затем подключаются к водоснабжению и горячей воде. Сделать их своими руками крайне сложно. Купленный бак может быть даже экономичнее по стоимости и временным затратам и, конечно, более надежным.

    Подключение буферной емкости

    Как подключить буферную ёмкость

    Главное правило при подключении аккумулятора тепла – он должен быть вмонтирован в систему параллельно котлу. С помощью верхних патрубков следует включить бак в систему. Один из штуцеров внизу котла следует соединить с самим котлом – на эту обратную магистраль монтируется циркуляционный насос. Второй нижний патрубок крепится к обратной магистрали отопительной системы, на которой также обустроен насос. Кроме того, система допускает наличие двух теплообменников:

    Схема подключения буферной емкости

    • вверху бака, для поступления горячей воды;
    • вверху или снизу для подсоединения к добавочным источникам тепла.

    Совет. Нередко бывает, что бак рассчитанного вами объёма попросту не помещается в доме. Тогда следует посчитать его объем, снижая до минимального показателя объём циркулирующей в системе воды. Размер бака тоже уменьшится, а вам просто придётся чаще топить котел.

    Буферная ёмкость – очень полезное усовершенствование автономной отопительной системы, новый шаг к созданию энергоэффективного жилища. Наибольшая выгода ждёт хозяина: топить котел нужно меньше, времени на другие дела больше, а в доме не будет перепадов температуры.

    Тепловой аккумулятор: видео

    Теплоаккумулятор для котла отопления: как сделать и расчёты

    Сейчас мы с вами разберемся как рассчитать буферную ёмкость для системы отопления дома, или другими словами — как сделать теплоаккумулятор для котла отопления своими руками и подключить его.

    p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

    • Функции, преимущества и недостатки использования теплового аккумулятора
    • Устройство и принцип работы
    • Расчет буферной емкости
    • Пример расчёта
    • Подключение теплоаккумулятора к системе отопления и твердотопливному котлу
    • Как сделать своими руками

    В настоящее время владельцы частных домов активно переходят на твердотопливные котлы, которые являются хорошей альтернативой газовым и электрическим.

    p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

    Топливом для них выступают уголь, дрова, пеллеты. За счет доступности топлива, конструктивных особенностей твердотопливных котлов и простоты их установки, удается достичь высококачественной работы системы отопления.

    p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

    Но несмотря на ряд преимуществ, эти устройства имеют и один явный недостаток — для того, чтобы не остаться без тепла и поддерживать в помещении необходимую температуру, их зачастую приходится растапливать два раза в сутки. Для устранения таких неудобств в систему отопления встраивается еще один элемент — теплоаккумулятор для твердотопливного котла.

    p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

    Теплоаккумулятор для котла отопления

    Функции, преимущества и недостатки использования теплового аккумулятора

    Теплоаккумулятор служит для того, чтобы запасать тепло. Благодаря ему система отопления с твердотопливным котлом становится более выгодной, практичной и производительной.

    p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

    Подключаемые системы к буферной ёмкости

    Теплоаккумулятор выполняет ряд функций:

    p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

    1. Аккумуляция тепла от котла и последующий его расход по требованию отопительной системы. Это стало возможным благодаря применению трехходового клапана либо специальной автоматики.
    2. Предохранение обогревательной системы от перегрева.
    3. Максимальный показатель КПД в работе котлов.
    4. Возможность в одной схеме увязать различные источники тепла.

    Объем аккумулирующего бака может составлять от ста до нескольких тысяч литров. Чем больше буферная емкость для котла по объему, тем больше и ее размеры.

    В системе отопления с использованием теплового аккумулятора выделяются следующие преимущества:

    p, blockquote 8,0,1,0,0 —>

    • защита котла от перегрева;
    • работа с максимальной экономией энергоресурсов и увеличение КПД всей системы отопления;
    • простота и удобство в пользовании котлом, возможность загружать его в любое время;
    • обеспечение стабильной температуры на всей площади помещения;
    • возможность обеспечивать дома горячим водоснабжением, не используя дополнительные водогрейные устройства.

    Недостатки аккумуляторов тепловой энергии:

    p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

    • большой вес и большие размеры;
    • устанавливать его необходимо рядом с отопительным котлом, поэтому в доме должно быть отдельное помещение соответствующей площади;
    • высокая цена.

    p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

    Устройство и принцип работы

    Тепловой аккумулятор является буферной емкостью, которая изготовлена в форме цилиндра из нержавеющей либо черной стали.

    p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

    Как правило в работе твердотопливного котла с теплоаккумулятором выделяют два цикла:

    p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

    1. На первом цикле производятся две закладки горючего, далее, они сжигаются в режиме максимальной мощности. При данном процессе все избыточное тепло скапливается в аккумуляторе, а не вылетает в трубу.
    2. Нет необходимости топить котел, поскольку поддержка оптимального режима температуры осуществляется за счет отдачи тепла от бака.

    В зависимости от конструкции, выделяются следующие виды буферных емкостей:

    p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

    • пустые (теплообменник отсутствует);
    • с наличием одного или двух теплообменников;
    • с наличием встроенных бойлеров меньшего диаметра, которые используются для возможности обеспечивать автономную работу системы горячего водоснабжения.

    В стальном корпусе бака есть несколько резьбовых отверстий, благодаря которым теплоаккумулятор подключается к котлу.

    p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

    p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

    Расчет буферной емкости

    Главным критерием, которым необходимо руководствоваться при теплового аккумулятора для твердотопливного котла, выступает его емкость или объем. Чтобы сделать расчет буферной емкости, необходимо знать следующие факторы:

    p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

    • мощность котла отопления;
    • предполагаемая длительность отопления без источника тепла;
    • тепловая нагрузка на отопительную систему.

    Пример расчёта

    p, blockquote 17,1,0,0,0 —>

    • дом, площадь которого 200 м²;
    • длительность простоя котла 8 часов;
    • предположительно вода в баке нагреется до 90 °С, а в процессе работы отопления остынет до 40 °С.

    Для того, чтобы обогреть дом такой площади в зимнее время 20 кВт теплоты, в среднем ее потребление составит около 10 кВт/ч. Таким образом, батарея должна накопить 10 кВт/ч х 8 ч = 80 кВт энергии.

    p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

    Далее расчет объема теплоаккумулятора производится через формулу теплоемкости воды.

    p, blockquote 19,0,0,0,0 —> m = Q / 1.163 х Δt, где:

    • Q – расчетное количество тепловой энергии, необходимое для накопления, Вт;
    • Δt – разница между температурой теплоносителя в баке, которая была в начале и той, что получилась в конечном результате, равна 90 – 40 = 50 °С;
    • 163 Вт/кг °С или 4.187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

    Формула теплоёмкости воды

    Объем теплового аккумулятора для котла должен быть таким, чтобы при полном сгорании одной закладки жидкость в баке нагревалась до 40 градусов. В среднем на 1 кВт мощности котла нужно от 50 до 70 л воды.

    Подключение теплоаккумулятора к системе отопления и твердотопливному котлу

    Для того, чтобы произвести подключение буферной емкости к системе отопления, можно воспользоваться схемой.

    p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

    Схема подключения буферной емкости

    Этапы подключения к системе отопления:

    p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

    • Необходимо транзитом по тепловому аккумулятору, через весь бак провести обратный трубопровод, на концах которого должны быть вход и выход, размером в полтора дюйма.
    • На первом этапе соединяются бак и обратка котла, между ними размещается циркуляционный насос , который прогоняет воду из бочки в кран, бак и котел.
    • С обратной стороны монтируются отсекающий кран и циркуляционный насос.
    • Подающий трубопровод соединяется по такому же принципу, как и предыдущий, однако в этом случае отсутствует установка тепловых насосов.

    Данная схема подходит для подключения буферной емкости к системе отопления, работающей на основе только одного котла. При увеличении количества котлов, схема подключения теплоаккумулятора усложнится.

    p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

    Вариант обвязки твердотопливного котла и теплоаккумулятора

    Этапы обвязки с твердотопливным котлом:

    p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

    • С одной стороны – к котлу: подающий трубопровод проводится к верхнему патрубку, обратный, соответственно — к нижнему. При этом в обвязке котла, необходимо сделать перемычку с узлом подмеса, который не будет позволять попадать холодной воде в теплообменник.
    • С другой стороны необходимо провести к отопительному контуру, который также снабжен узлом подмеса и перемычкой. Забор воды в контур будет происходить сверху, а возврат будет осуществляться снизу. В каждый контур необходимо врезать по одному циркуляционному насосу . Тот насос, который установлен между теплообменником и котлом, будет прогонять теплоноситель через теплогенератор , тем самым осуществляя процесс зарядки накопителя. Второй насос, установленный на стороне отопительного контура, предназначен для прогона теплоносителя через радиаторы.

    Как сделать своими руками

    Самый простой способ изготовления теплового аккумулятора для отопления своими руками подразумевает наличие готовой стальной бочки.

    p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

    Бочка для теплоаккумулятора

    Если же необходимая емкость отсутствует, то ее нужно сварить из стальных листов, толщина которых должны быть 2 мм. Если подключение теплоаккумулятора происходит в качестве гидравлического разделителя, то снизу нужно врезать два штуцера и сверху два, длина этих приспособлений должна быть идентичной толщине утеплителя. К нижним патрубкам необходимо присоединить тройники с термометрами. Далее бочку нужно обвернуть фольгой, а после утеплителем. В качестве утеплителя важно использовать материал, который контактируя с горячими поверхностями, не выделяет ядовитых испарений. Последний этап: емкость, предварительно обитую теплоизолятором закрыть снаружи кожухом из тонколистовой стали или жести.

    p, blockquote 26,0,0,1,0 —>

    Если же теплоаккумулятор параллельно будет использован в качестве нагрева горячей воды, то необходимо изготовить еще змеевик. Материалом выступает медная труба, диаметр которой составляет 20 мм.

    p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

    p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

    Еще один способ, которому обыватели отдают большее предпочтение — это изготовление теплоаккумулятора из еврокуба ёмкостью 1000 литров. Рекомендуется использовать еврокубы, высокое качество которых подтверждено международным сертификатом качества.

    p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

    Прежде чем начать изготавливать термоаккумулятор из еврокуба, следует помнить, что температура жидкости, которая будет находиться в такой резервуаре не должна превышать 72°С, поэтому стандартные еврокубы для отопительных систем с высокой температурой не подходят.

    p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

    Для того, чтобы самостоятельно соорудить тепловой аккумулятор из еврокуба нужны следующие материалы:

    p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

    • еврокуб из пищевых материалов;
    • тэн 3000 Вт, 3 штуки;
    • футорка с прокладками G2″ на G1″1/4, 5 штук;
    • муфта D32 — G1 1/4″, 2 штуки;
    • адаптер-переходник G1″1/4, 2 штуки;
    • контргайка G1″1/4, 5 штук;
    • сгон G1″1/4 30 см, 2 штуки;
    • сантехнический лён или специальная паста;
    • герметик;
    • карданный ключ .

    Теплоаккумулятор из еврокуба на 1000 л

    Сборка осуществляется следующим способом:

    p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

    1. Дрелью в корпусе контейнера нужно сделать врезку под тэны , далее в отверстия вставить футорки с применением прокладок и силиконового клея-герметика, с внутренней стороны закрепить футорки контргайками и установить тэны.
    2. Затем необходимо обеспечить подачу воды в теплообменник, это осуществляется при помощи штатной сливной горловины через переходники.
    3. Следующий этап: в верхнюю часть еврокуба врезается “обратка” и подключается, после чего нужно разметить место под врезку и установку теплообменника, а также врезать футорки и вкрутить в них сгоны .
    4. С внутренней стороны сгонов надо прикрутить муфты для подсоединения гофру, затем ее закрепить и равномерно распределить по объему теплового аккумулятора для отопления.
    5. Подключая тепловой аккумулятор, на место монтажа устройства нужно установить лист ЭППС , толщина которого должна составлять 10 см, а также по задней стенке проложить ПСБ толщиной 15 см.

    Утепляется тепловой аккумулятор при помощи 10 сантиметрового листового пенопласта. Его нужно приклеить к корпусу еврокуба.

    p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

    Помимо твердотопливных котлов, использовать теплоаккумулятор выгодно для газовых и электрических отопительных устройств:

    p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

    • Используя газовые котлы, экономия достигается из-за переменного использования теплоаккумулятора и самого котла. При этом газ расходуется в меньших количествах, так как газовая горелка включается намного реже.
    • Для электрокотлов теплоаккумулятор достаточно включать на полную мощь только в ночью, так как тарифы на электроэнергию в это время намного ниже. В дневное время, когда котел отключен, обогрев осуществляется за счет тепла, которое накопилось за ночь.

    p, blockquote 35,0,0,0,1 —>

    В теплоаккумуляторе отсутствуют подвижные механические элементы и работа его статична. А это означает, что данное устройство надёжно и долговременно в использовании.

    Как сделать теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

    Буферная емкость ведущих производителей, изготовленная в заводских условиях, на 500 л. обойдется приблизительно в 30000-38000 руб. Изготовление теплоаккумулятора для котла отопления своими руками будет стоить приблизительно вдвое дешевле. Цена будет еще меньше если самостоятельно установить емкость и выполнить обвязку.

    Какого объема должен быть тепловой накопитель

    Принцип работы теплоаккумулятора связан с накоплением тепловой энергии во время работы котла и ее отдачи после отключения отопительного оборудования. Фактически, буферная емкость работает по принципу обыкновенной электроаккумулятора.

    От объема резервуара зависит то, сколько времени будет поддерживаться обогрев здания в автономном режиме. Прежде чем приступить к изготовлению системы отопления с самодельным тепловым аккумулятором, потребуется рассчитать объем бака.

    Существует два метода вычислений:

      упрощенный, выполняемый с помощью специальных онлайн калькуляторов;

  • выполняемый с помощью математических расчетов, по формуле.
  • Предположительный расчет емкости теплового аккумулятора для дома с площадью 100 м²:

    Площадь дома отапливаемая

    y = S/10*0.53 = 100 м² / 10 * 0.53 кВт = 5.3 кВт

    Суточная потребность возмещения теплопотерь

    Q = y*24 = 5.3 кВт * 24 ч = 127.2 кВт-ч.

    Удельная теплоемкость воды

    Cуд = 0.00116 кВт-ч/кг•°С

    Разница температур воды

    Удельный вес воды

    V = Q/(C*T*g) = 127.2 кВт-ч / (0.00116 кВт-ч/кг•°С * 50°С * 1000 кг/м³) = 2.19 м³

    Согласно таблицы, эффективное водяное отопление с самодельной емкостью для дома, способное проработать в автономном режиме около 10 часов, 2,19 м³. Можно уменьшить объем до 1,4 м³ при этом тепловой аккумулятор будет способен отдавать тепло 5 часов. После проведения расчетов можно приступать к изготовлению бака аккумулятора своими руками.

    Как и из чего сделать буферную емкость

    Теплоаккумулятор изготавливают по чертежу заводского бака. Внутреннее устройство полностью идентично. Бак состоит из следующих узлов:

    наружная защитная оболочка;

    теплообменник для емкости, обычно медный змеевик;

  • регулирующая и запорная арматура: сливной кран, предохранительный клапан, воздушный клапан, термометр.
  • Чтобы изготовить буферную емкость самостоятельно достаточно собрать аккумулятор подобно заводскому модулю. Следует помнить, что для разных систем отопления (открытого и закрытого типа), требуются баки разной конструкции. Также будет необходимо подобрать материал для изготовления и утепления емкости.

    Тип конструкции теплонакопителя

    Существует несколько видов емкостей, классифицирующийся по форме и устройству. Самодельные баки теплоаккумуляторы бывают:

      Цилиндрические — классическая конструкция, используемая при изготовлении накопителей в заводских условиях. Форма имеет множество преимуществ: выдерживает тепловую нагрузку, гидроудары. Практична для закрытых систем отопления с высоким давлением в трубопроводе. Главный недостаток в том, что бак цилиндрической формы трудно изготовить.

  • Прямоугольные — при производстве используют металл толщиной в 2 мм. Для упрочнения конструкции буферной ёмкости, приваривают уголки (рёбра жёсткости), стягивая противоположные стенки между собой. Прямоугольная форма теплоаккумулятора хуже справляется с давлением. Общее требование при установке: монтаж накопителя выше расположения радиаторов.
    Прямоугольная конструкция бака широко распространена благодаря простоте сборки. Чтобы снизить нагрузку на стенки аккумулятора, в систему отопления врезают воздухоотводчик и сбросовый клапан. При закипании теплоносителя (частое явление твердотопливных котлов), арматура предотвратит возникновение аварийного давления.
  • Для самотечной системы отопления подойдет только открытый буферный бак. Отличие в конструкции: наличие патрубка в верхней части емкости, сообщающегося с атмосферой.

    Материал для изготовления аккумуляторного бака

    Вариантов для изготовления множество. Наиболее распространенные:

      Бак из нержавейки — металл и сварные работы стоят дорого. По причине дороговизны нержавеющая сталь практически не используется, кроме случаев применения уже готовых емкостей.

    Пластиковые бочки — важное условие эксплуатации, чтобы материал мог выдержать нагрев до 100°С. Для укрепления корпуса можно сделать окантовку из металлических полос.

    Буферная емкость из «еврокуба» — применять не рекомендуется. Причина проста, максимальная температура нагрева резервуара всего 70°С. При перегреве теплоносителя стенки деформируются дадут течь. Но как видно из видео, делают теплоаккумуляторы и из «еврокубов».


    Алюминиевая ёмкость — используют уже готовые резервуары с достаточным объемом. Изготовить бак из алюминия самостоятельно получится только при наличии должной квалификации сварщика. Не все профессиональные мастера берутся за обработку этого металла.

    Теплоаккумулятор из бочек (металлических) — недостатки: тонкостенная сталь, плоские крышки. Хорошая альтернатива, взять заготовку стальной трубы и изготовить бак приварив дно и верхнюю часть.

    Стальная емкость под теплоаккумулятор (цилиндрическая) — оптимальный вариант, требующий минимального количества материальных затрат. Делается из листового железа от 2 мм и толще.

    Кроме изготовления сварной конструкции бака используют уже готовые емкости. Подойдут: старые бойлеры, ресиверы, емкости для хранения жидкого азота, баллоны под сжиженный газ и т.п.

    Как утеплить буферную емкость

    В заводских накопителях изоляцию прокладывают между внутренним баком и внешним кожухом. В самодельных буферных емкостях для твердотопливного котла используется тот же метод теплоизоляции.

    Утеплению подлежат стенки теплоаккумулятора. Рекомендуют использовать минеральную или базальтовую вату толщиной не менее 6-8 см. С ватой легко работать. Минеральная теплоизоляция бака пропускает влагу и конденсат (дышит), не скапливая жидкость внутри волокон.

    Еще один плюс. Как показывает практика, буферные емкости, утепленные ватой, не любят мыши. При изоляции пенопластом или пенополистиролом грызуны не редко селятся внутри теплоизолирующего слоя. Появившиеся дырки приводят к быстрой потере тепла и снижению КПД накопителя.

    Чертежи для изготовления теплоаккумулятора

    Теплоаккумулятор можно сделать своими руками. Достаточно рассчитать объем бака, подобрать подходящий материал и изоляцию.

    Изготовление буферной емкости

    Правильная система отопления с твердотопливным котлом должна включать в себя буферную емкость, которая позволяет использовать созданное тепло очень эффективно.

    Польза буферной емкости

    Твердотопливный котел весьма сложен в управлении мощностью. Если он выдает 25 кВт/ч, то заставить его работать так, чтобы создавались 5 кВт/ч, невозможно. Обычно его мощность можно снизить на 4-5 кВт/час.

    Потери тепла дома в течение года различны. В некоторые месяцы они почти равны количеству тепла, которое приходит с отопительной системы. Тогда внутри комнат формируется наиболее благоприятная температура.Когда эти потери очень маленькие (весной или осенью), в доме накапливается слишком много тепла, и температура воздуха с привычных +20…+22 °С поднимается на 3-8 °С. То есть становится слишком жарко. Открываются форточки, и избыточное тепло выходит наружу.

    Предотвратить такую ситуацию можно с помощью буферной емкости, которая накапливает лишнее тепло. После того, как сгорают дрова в котле, накопленное тепло поступает в радиаторы отопления.Котел может простаивать некоторое время. Продолжительность простоя зависит от накопленных в емкости кВт и потерь тепла.

    Расчет буферной емкости

    Он напрямую зависит от мощности котла отопления. Если он должен иметь мощность 35 кВт/ч, то объем буферной емкости должен превышать эту цифру в 25-50 раз. При этом учитываются нюансы:

    1. Мощность агрегата взята для погоды, при которой дом теряет максимальное количество тепла. Например, когда температура опускается до -30 °С. Если при таком климате потери тепла составляют 33 кВт/час, то мощность котла должна быть такой же. Учитывают некоторый запас. Для прогрева схемы отопления должно создаваться 35 кВт/час.
    2. Никаких надбавок к мощности устройства в расчете на то, что тепловой аккумулятор будет впитывать тепло, и система будет работать плохо, делать не стоит. Когда будет -30 °С, котел может работать в обход буферной емкости. Когда температура поднимется, тогда состоится подключение буфера к рабочей обвязке, и лишнее тепло будет накапливаться в нем.
    3. Объем помещения, в котором должен быть агрегат вместе с буфером и другими частями схемы. Может возникнуть ситуация, когда очень большой теплоаккумулятор поставить не удастся. Например, для котла с мощностью 35 кВт/ч наиболее допустимым является аккумулятор с емкостью 35*50 = 1 750 л (это равно 1,75 м³), и поместить такой агрегат внутри помещения не получается. Тогда приходится рассчитывать его минимальный объем (35*25 = 875 л) и смотреть, хватает ли помещения. Если нет, то искать более подходящее.

    Самодельная буферная емкость для устройства с мощностью 35 кВт/ч должна иметь объем 875-1750 л. Если планируется изготовление цилиндрической емкости (такой вариант является лучшим), то размеры могут быть такими:

    1. Высота – 2 м.
    2. Диаметр – 1 м (теплоаккумулятор с объемом, равным 1 750 л, должен иметь диаметр 1,06 м).

    Материалы

    Для изготовления этого элемента обвязки нужно подготовить:

    1. Металлический лист толщиной, большей 2 мм. Альтернативой могут послужить 2 бочки с диаметром 1 м. Толщина стенок не должна быть меньше вышеуказанной цифры.
    2. Медную или стальную трубку. Первый металл является лучшим, поскольку имеет большую теплопроводность. Диаметр трубы должен составлять 20 мм.
    3. Патрубки с резьбой. Диаметр 7 из них должен составлять 20 мм. Еще нужны 4 патрубка диаметром 10 мм.
    4. Минеральную или базальтовую вату.
    5. Оцинкованный лист.
    6. Термостойкую грунтовку.
    7. Термостойкую краску.
    8. Профильную трубу с размерами 4х4 или 5х5 см.
    9. Уголок 3х3 см.
    10. Резиновую прокладку толщиной 5-10 мм.

    Изготовление цилиндрической емкости

    Когда есть две бочки, нужно:

    1. Срезать верх одной бочки.
    2. Срезать дно другой. Если они вместе образуют емкость высотой 1,75 м, то можно приступать к срезанию верха второй бочки и сварке емкостей. Если же высота обеих слишком высокая, нужно одну из них надрезать.
    3. Срезать верх второй бочки. Должен остаться только цилиндр.
    4. Поставить бочку на бочку и сварить две емкости.
    5. Приварить к внешней стороне верха цилиндра уголок. Его придется выгнуть так, чтобы он плотно прижался к бочке.
    6. Вырезать из листового металла круг диаметром 1,07 см. Нужно, чтобы его край совпал с краем уголка.
    7. В уголке и этом круге просверлить дырки. Это позволит закрепить верх буферной емкости на болты, что позже облегчит установку теплообменника и даст возможность проводить внутренний ремонт. Для герметизации на стык придется ставить резиновую прокладку.
    8. Наварить на дно и верх ребра жесткости. Ими могут послужить уголки.
    9. Разрезать профильную трубу на 4 отрезка длиной 10-15 см. Они будут ножками емкости.
    10. Приварить ножки к будущему теплоаккумулятору.

    Что касается изготовления цилиндрической емкости из листа металла с толщиной, большей 2 мм, то выгнуть материал без прокатного станка почти невозможно. Поэтому ее изготовление лучше доверить специализированным компаниям.

    Изготовление прямоугольной емкости

    Буферную емкость для твердотопливного котла отопления изготовляют так:

    1. Рисуют схему конструкции и определяют размеры каждой стенки. Нужно учитывать толщину сварочных швов. Она может составлять 1-3 мм (зависит от выбранных электродов и сварочного аппарата).
    2. Разрезают листовой металл на куски.
    3. Берут своими руками две стороны и прикладывают друг к другу так, чтобы они образовали прямой угол. Фиксируют предметами, которые имеют большой вес.
    4. Выполняют в нескольких местах точечную сварку и проверяют правильность размещения металлических листов.
    5. Делают внешний и внутренний сварочный шов.
    6. По такой схеме приваривают все стенки и дно.
    7. Вверху приваривают уголок, делают верх и сверлят дырки. Работают по такой же схеме, которая осуществляясь в случае с цилиндрической емкостью.
    8. К каждой стороне приваривают по несколько ребер жесткости.
    9. Изготавливают ножки и приваривают их.

    Монтаж патрубков

    Для их монтажа нужно просверлить отверстия. Схема размещения отверстий:

    1. Два отверстия для одного теплообменника должны находиться возле дна. Их размещают на одной вертикальной линии. В этот теплообменник будет поступать вода от твердотопливного котла отопления.
    2. Аналогичные два отверстия должны быть на другом конце.
    3. Отверстие для подачижидкости в аккумулятор может находиться на высоте 30-40 см от дна. Отверстие для отвода воды лучше делать в дне.
    4. Три отверстия для термометров должны быть рассредоточенными по высоте емкости. Их устанавливают на одной вертикальной линии.
    5. Отверстие для клапана спуска воздуха должно находиться на верхней стороне.

    Теплообменник и конечные действия

    Теплообменник можно сделать своими руками в виде буквы «П» или в виде спирали. Пригодятся два таких теплообменника. Один будет занимать нижнюю половину емкости, другой – верхнюю.

    Более эффективным является теплообменник в виде спирали потому, что получается максимальная площадь контакта трубки с водой в буферной емкости. П-образный теплообменник представляет собой две вертикальные трубки с приваренными к нему горизонтальными П-образными трубами.

    Завершают изготовление буферной емкости так:

    1. Изготавливают теплообменник (сваривают П-образную конструкцию или скручивают трубку в виде спирали).
    2. Очищают внутреннюю поверхность аккумулятора от ржавчины и любой грязи. Для этого используют тряпки и наждачную бумагу.
    3. 5-6 раз грунтуют поверхность и столько же раз красят.
    4. После высыхания краски проводят подключение теплообменников.
    5. Заглушают большинство патрубков и проверяют емкость, а также медные трубчатые спирали на герметичность. Для этого выполняют подключение к водопроводу и после закачивают воду под давлением.
    6. Очищают, грунтуют и красят внешнюю поверхность.
    7. Приклеивают теплоизоляцию.
    8. Обшивают конструкцию оцинкованным листом стали.

    Изготовление буферной емкости для твердотопливного котла своими руками

    Многие владельцы частных домов сталкиваются с проблемой эффективности обогрева помещений. Одним из методов их решения является установка буферной емкости (теплового аккумулятора). Благодаря использованию этого устройства появляется возможность равномерно распределять тепловую энергию по всем помещениям дома. Чтобы сэкономить на приобретении заводского изделия, можно изготовить буферную емкость для твердотопливного котла своими руками.

    • 1. Принцип действия и устройство
    • 2. Рекомендации по изготовлению
      • 2.1. Расчет объема
      • 2.2. Выбор конструкции
      • 2.3. Процесс создания агрегата
      • 2.4. Подключение к системе обогрева

    Самая простая конструкция теплового аккумулятора представляет собой железный резервуар, оснащенный теплоизоляцией. Также бак имеет четыре патрубка – по 2 для подключения к котлу и контуру отопления. В верхней части агрегата установлен предохранительный клапан, с помощью которого стравливается избыточное давление. В дно теплоаккумулятора вмонтирован дренажный клапан для слива теплоносителя.

    Некоторые модели буферных резервуаров оснащены змеевиком либо ТЭНами, задачей которых является подогрев теплоносителя от сторонних источников тепловой энергии. Также часто в верхней части теплоаккумулятора расположен теплообменник для подогрева воды. Принцип действия буферного резервуара довольно прост.

    После запуска отопительного котла насос котлового контура подает из нижней части теплового аккумулятора охлажденную воду. После нагрева теплоноситель из котла поступает в верхнюю часть буферной емкости. Так как горячая вода легче холодной, то она всегда находится сверху. Сразу после запуска котел работает через теплоаккумулятор (малый круг) до того момента, пока теплоноситель полностью не прогреется.

    После этого включается насос отопительного контура, и вода из верхней части резервуара попадает в систему обогрева дома. Остывший теплоноситель возвращается в нижнюю часть теплового аккумулятора, а оттуда поступает в котел. Главное преимущество такой системы обогрева заключается в том, что после остановки котла система еще некоторое время получает нагретую воду.

    Если подбор буферного резервуара был выполнен правильно, то время между топками котла существенно увеличивается. Кроме этого, теплоаккумулятор позволяет минимизировать разницу между температурами отопительного и котлового контура. Однако система обогрева с буферной емкостью имеет и один недостаток: для нагрева радиаторов требуется много времени.

    Перед началом работ необходимо определиться, как долго теплоаккумулятор должен замещать выключенный котел. Также стоит уточнить, сколько свободного места может быть выделено под установку этого агрегата. Затем можно приступать к изготовлению буферной емкости для отопления своими руками. Для этого предстоит пройти несколько этапов:

    • Выполняется расчет объема резервуара.
    • Подбирается оптимальная конструкция.
    • Проводится заготовка материалов.
    • Агрегат собирается и проверяется на герметичность.
    • Емкость монтируется и подключается к системе обогрева.

    Для решения поставленной задачи можно воспользоваться простым методом либо провести вычисления с помощью формулы теплоемкости воды. Суть первого способа крайне проста: на каждый 1 кВт теплоэнергии, вырабатываемой котлом, необходимо использовать резервуар объемом в 25 литров. Например, если показатель мощности теплогенератора составляет 20 кВт, то емкость теплового аккумулятора будет равна 25х20= 500 л либо 0.5 м 3 .

    Если требуется получить максимально точный результат, то стоит использовать второй способ. С его помощью можно определить, сколько времени буферный резервуар сможет поддерживать комфортную температуру при выключенном теплогенераторе. Для проведения расчетов используется следующая формула:

    В качестве примера расчета можно взять дом площадью в 100 м 2 , потребляющий 15 кВт/ч тепловой энергии. Если котел будет простаивать 11 часов, то резервуар должен аккумулировать 15х11 = 165 кВт теплоэнергии. Начальная температура теплоносителя в отопительной системе составляет 18 градусов, а нагрев проходит до 90 градусов.

    Сначала необходимо рассчитать массу воды – 165 / 1,163 х (90-18) = 1,97 т или около 2 м 3 . Здесь нужно обратить внимание на два важных момента. Во-первых, тепловая нагрузка на систему отопления взята с большим запасом, так как в хорошо утепленном строении тепловые потери будут значительно ниже. Во-вторых, нужно учитывать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева строения в самые холодные дни.

    Чтобы изготовить буферную емкость своими руками, необходимо решить вопрос с давлением жидкости на стенки сосуда. Если изучить заводские изделия, реализуемые в торговых сетях, то все они имеют цилиндрическую форму, а их дно и крышка – полусферические. Дело в том, что именно такие резервуары могут противостоять давлению нагретой воды без дополнительного усиления конструкции.

    Однако в домашних условиях отформовать металл и тем более изготовить детали сферической формы невозможно. Из сложившейся ситуации есть три выхода:

    • Заказать на любом металлообрабатывающем заводе резервуар, а монтаж теплоаккумулятора выполнить самостоятельно.
    • Использовать готовую емкость цилиндрической формы.
    • Сварить бак прямоугольной формы и усилить его конструкцию.

    Последний способ решения проблемы является не самым лучшим. Прямоугольный резервуар можно использовать в открытых системах обогрева, в которой нет избыточного напора. При установке такого агрегата в закрытую систему риск появления протечек при аварийном скачке давления составляет 90%. Под слоем теплоизоляции небольшие протечки увидеть очень сложно. Таким образом, предпочтение стоит отдать емкости цилиндрической формы.

    Крайне желательно подобрать емкость нужной формы. Это позволит значительно упростить работы по изготовлению теплогенератора, а также минимизировать стоимость готового изделия. Для решения поставленной задачи можно использовать следующие емкости:

    • Баллоны из-под пропана различной емкости.
    • Списанные технологические резервуары, например, промышленные ресиверы.
    • Старые бойлеры.
    • Ресиверы от железнодорожных вагонов.

    Если подобрать емкость нужной емкости не удается, можно использовать отрезок трубы подходящего размера. Однако плоские крышки придется усилить с помощью внутренних растяжек. Если было принято решение изготовить прямоугольную буферную емкость, то стоит использовать листовой металл толщиной в 3 мм. Для усиления конструкции можно применить профиль 20х20 мм либо трубы диаметром в 15-20 мм.

    Лучшим вариантом материала для создания теплоизоляционного слоя является базальтовая вата толщиной не менее 60 мм и плотностью 60 кг/м 3 . Пенопласт и полиэстерол применять не рекомендуется, так как под обшивкой из этих материалов могут поселиться мыши.

    Алгоритм изготовления прямоугольного теплоаккумулятора следующий:

    • Из листового металла вырезаются заготовки нужных размеров. После этого из них сваривается каркас агрегата без дна и крынки. Чтобы во время работы зафиксировать листы, нужно использовать струбцины.
    • В боковых стенках следует сделать отверстия для растяжек.
    • К каркасу прихватываются дно с крышкой, после чего в них прорезаются отверстия.
    • Заготовленные трубы для увеличения жесткости конструкции устанавливаются в бак и обвариваются снаружи.
    • Когда все противоположные стенки резервуара будут укреплены, все швы конструкции надежно провариваются.
    • На расстоянии минимум 10 см от крынки и дна врезаются штуцера.

    После выполнения всех этих действий остается прикрепить к стенкам кронштейны для теплоизоляционного материала.

    Если объем резервуара составил более 500 л, то его следует устанавливать на специальный фундамент. Для этого нужно убрать стяжку и вырыть яму до плотного грунта. После этого она заполняется бутом, трамбуется и заливается жидкой глиной. Сверху изготавливается опалубка для заливки бетона толщиной в 150 мм.

    Перед подключением буферной емкости к системе отопления необходимо выполнить ряд мероприятий, чтобы теплоаккумулятор мог нормально работать:

    • Контур теплогенератора должен подключаться к резервуару через насос.
    • Для подачи теплоносителя в систему обогрева используется отдельный насос и смесительный узел с 3-ходовым клапаном.
    • Установленный в контуре теплогенератора насос не должен уступать по производительности подающему в систему воду агрегату.

    Сама схема подключения емкости буферной довольно проста и представлена на рисунке:

    Балансировочный вентиль, установленный на линии подачи обратки, необходим для регулирования потока воды в зависимости от разницы температур теплоносителя на входе и выходе. Изготовление теплогенератора не самый простой процесс. Чаще всего проблемы возникают на стадии проведения сварочных работ. Если пригласить квалифицированного специалиста для их выполнения не получается, лучше заказать емкость на предприятии. Даже в этом случае стоимость готового изделия будет меньше в сравнении с заводскими агрегатами.

    Изготавливаем теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками

    Твердотопливные котлы сегодня представляют повышенный интерес для потребителей. Популярность нагревательной техники, работающей на твердом топливе, вызвана рядом факторов, которые оказывают влияние на выбор покупателей. Ввиду сложности оборудования системы газового отопления и удорожания природного газа, основной акцент в плане организации обогрева жилых помещений смещается на нагревательные приборы, работающие на твердом топливе. Однако работа твердотопливных котлов не так проста, как кажется на первый взгляд.

    Основная причина в том, что подобная отопительная техника нуждается в дополнительных приспособлениях и устройствах, регулирующих ее работу. Важная связка для всего отопительного комплекса – это твердотопливный котел, подключенный вместе с теплоаккумулятором в одну систему. Рассмотрим детальнее, насколько нужен тепловой аккумулятор для автономной системы отопления, можно ли его сделать своими руками.

    Место теплоаккумулятора в системе отопления

    Отопительная техника на твердом топливе удобна, практична и эффективна. Особенно возможности современных твердотопливных котлов оценили по достоинству жители загородных домов и коттеджей. Монтаж автономной системы отопления с использованием нагревательных приборов на угле или на дровах вполне осуществить своими силами. Тем более что на установку твердотопливных агрегатов не требуется разрешения. Все основные элементы отопительного комплекса, кроме самого нагревательного агрегата и ряда контролирующих механизмов, можно собрать и сделать самостоятельно. Главное знать, что и для чего монтируется, с какой целью!

    К тому же возможность сделать некоторые приспособления и механизмы собственноручно, позволит вам сэкономить значительные средства. Теплоаккумулятор является как раз тем устройством, которое можно соорудить самостоятельно, учитывая тот факт, что заводские изделия достаточно дорогие.

    Грамотные рекомендации специалистов, дополнительные источники технической информации подскажут вам, как изготовить теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками. Соблюдение определенных требований и условий при изготовлении обеспечит вам необходимую надежность и работоспособность механизмов. Перед тем как приступить к рабочему процессу, следует ознакомиться с устройством накопителя тепла.

    Значение устройства

    Понять конструкцию теплового накопителя можно только после того, как определимся со значением и местом этого агрегата в системе отопления. По своей конструкции теплоаккумулятор является термосом, т.е. специальной емкостью, куда поступает нагретый теплоноситель. В течение определенного времени котловая вода, накопленная в емкости, сохраняет заданные температурные параметры. При уменьшении интенсивности горения в котле, или в случае его остановки, теплоноситель из бака будет поступать в систему отопления, продолжая поддерживать температуру в радиаторах на определенном уровне.

    Важно! Теплоаккумуляторы обеспечивают безопасность отопительной техники и систему домашнего отопления от чрезмерного охлаждения, но и от перегрева. Задача накопительной емкости заключается в снятии избыточного тепла, вырабатываемого отопительным агрегатом на пике своей работы.

    За счет присутствия в системе теплового накопителя стало возможным не только добиться сбалансированного теплоснабжения отопительного контура, но и обеспечить существенную экономию топлива. Теплоаккумулятор, включающийся в работу при снижении мощности котла, увеличит промежуток времени между загрузками топлива. К тому же такой принцип работы предоставит вам больше свободы, освободив от необходимости частого подкидывания топлива в котел.

    На заметку: участие буферной емкости (теплоаккумулятора) в работе системы отопления снижает расходы топлива на 30-50%, в зависимости от вида и типа нагревательной техники. Количество загрузок топлива в топку прямо пропорционально объему теплового аккумулятора.

    Анализ конструкции теплового аккумулятора

    Принцип работы устройства определяет и саму конструкцию. Обычно заводские приборы представляют собой цельную просторную металлическую емкость, внутри которой расположены дополнительные теплообменники. Как правило, такие изделия имеют спиральную, змеевидную форму, повторяя цилиндрическую конфигурацию основного устройства.

    В каждом отдельном случае, в зависимости от мощности отопительного агрегата и от требований к системе отопления, количество дополнительных теплообменных контуров может быть разным. Нужный объем теплоаккумулятора определяется путем несложных расчетов, о которых поговорим позже.

    Такое количество теплообменников объясняется не только одним желанием снять как можно больше тепла в момент пиковой нагрузке твердотопливного котла, но и технической целесообразностью. Один змеевик может использоваться для снятия избыточной тепловой энергии с котла, другой теплообменник используется для сохранения теплоносителя нужной температуры, идущего в отопительный контур. Третий змеевик, если таковой есть, предусмотрен для обеспечения жителей дома горячим водоснабжением.

    Глядя на конструкцию агрегата, можно подытожить преимущества установки подобного приспособления. А они следующие:

    • накопление тепловой энергии, расходуемой при сжигании топлива на другие цели и нужды;
    • экономия топлива;
    • экономия личного времени обитателей дома, расходуемого на обслуживание котельного оборудования;
    • техническая возможность объединить в одну систему разные источники тепла;
    • увеличение КПД твердотопливного агрегата до высоких значений;
    • предохранительная функция, защита оборудования от перегрева;
    • возможность регулировать температуру нагрева теплоносителя в отопительном контуре.

    Создаем теплоаккумулятор своими руками

    На рисунке-схеме показан самый распространенный вариант подключения теплового аккумулятора в систему автономного отопления.

    На первый взгляд сложно в конструкции накопительного бака ничего нет. Большая стальная емкость, в которую помещены змеевики. Однако сложность работы в домашних условиях кроется именно в тонкостях и в нюансах.

    Этап первый — теоретический

    Начинать работу следует с поиска необходимой емкости. Потребуется резервуар достаточно большой вместимости и объема. Чем больше, тем лучше. Конечно, не стоит вдаваться в крайности и гнаться за огромными размерами вашего будущего детища. В противном случае, вы встанете перед проблемой, как втиснуть громоздкое устройство внутрь котельного помещения.

    Важно! Следует сразу сказать – если вы решили сделать прибор самостоятельно, сразу настраивайтесь на большой объем работы, как с технической точки зрения, так и с теоретической. Сэкономив на покупке, вы рискуете потерять во времени и в технологичности готового изделия.

    На данном этапе помимо поиска и подбора, соответствующих комплектующих и деталей конструкции, придется заняться теоретическими расчетами для определения оптимального в данном случае объема бака. Расчёт емкости теплоаккумулятора для домашнего твердотопливного котла поможет вам в дальнейшем разобраться с размещением агрегата в котельной, подскажет каким образом осуществить обвязку оборудования. Для начала определим объем емкости самым простым способом, в котором ключевое место занимают физические законы.

    Располагая исходными данными:

    • тепловая мощность, необходимая для обогрева жилых помещений дома;
    • промежуток времени, в течение которого твердотопливный котел будет остановлен и его место в снабжении системы отопления горячей водой займет теплоаккумулятор.

    Дальнейшие действия рассмотрим на примере:

    Площадь дома примерно 100 м 2 , твердотопливный котел простаивает в ночное время 5 часов. Берем среднюю тепловую мощность для обогрева дома в 10 кВт.

    Исходя из этого, ясно, что тепловой аккумулятор должен выдавать в систему до 10кВт тепловой энергии. За все время простоя нагревательного агрегата это значение составит 50 кВт. Эти расчеты проводятся с учетом того, что вода в накопительной емкости нагрета до температуры 90 0 С. а в отопительном контуре не более 60 0 С. Разница температур составляет 30 градусов. Исходные данные подставляем в формулу:

    Q = cmΔt Если нам интересно количество воды, которая должна поступать в бак, то формула примет иной вид m = Q / c Δt, где:

    Q — расход тепловой энергии, требуемый для обогрева дома плоащадью 100 м 2 (в нашем случае 50 кВт);

    c — удельная теплоемкость воды 4.187 кДж/кг. (0,0012 кВт/кг)

    Δt – разность между температурой котловой воды в емкости и в радиаторах отопления (30 0 С)

    Получаем 50 /0,0012 х 30 = 1,388 кг, что означает, ориентировочный объем бака для теплоаккумулятора должен составлять 1,4 м 3 . Соответственно тепловой накопитель для вашего твердотопливного агрегата должен быть не меньше 1,4 куб. метров.

    Важно! Для того, что бы твердотопливный котел полностью зарядил тепловой энергией ваш накопитель, нагревательному прибору потребуется больший запас мощности. Такая необходимость возникает ввиду того, что котел будет работать на два, если не три фронта: одновременно заниматься обогревом жилых помещений, обеспечивать работу системы ГВС и заполнять горячей водой теплоаккумулятор.

    Этап второй — технологический

    Сделав необходимый расчет, занимайтесь подбором соответствующей емкости. В качестве основного корпуса можно использовать баки для подогрева воды, используемые в столовых и предприятиях общественного питания. Обычно такие приспособления изготавливаются из нержавеющей стали. Если вам не удалось найти подобные предметы, используйте для своих целей любые стальные емкости, желательно с крышкой. При одном условии: стенка резервуара не должна быть тонкой (минимум 4-5 мм).

    Более перспективный вариант — металлическая бочка. Для установки в загородном доме оптимальный объем емкости – 1000 литров. Большие резервуары, более 5 м 3 необходимо оснастить ребрами жесткости. Грамотная установка и расположение бака позволят в дальнейшем, при возросшей металлоемкости, занять агрегату необходимую устойчивость. Для простоты изготовления бака с нуля, выбирайте прямоугольную форму.

    Для справки: при отопительной системе с естественной циркуляцией делается накопитель открытого типа, давая возможность емкости иметь сообщение с атмосферным воздухом. Ставится такого агрегат всегда в самом высоком месте дома, желательно на чердаке.

    В случае работы с бочкой, нужно врезать в корпус патрубки, по количеству змеевиков. Змеевики делаются из стальных водопроводных труб. В данном случае необходимо создать как можно большую поверхностную площадь, через которую будет происходить отъем тепловой энергии. Готовые теплообменники изнутри привариваются к патрубкам. Сколько теплообменников, соответственно и столько пар патрубков, на вход и на выход.

    Заключение

    После того, как вы сделали накопительную емкость, сумели сделать правильную обвязку, надо заняться теплоизоляцией агрегата. Изготовленный из металла теплоаккумулятор, без должной изоляции будет раздавить драгоценное тепло направо и налево. Здесь можно использовать любые подручные материалы, начиная с минеральной ваты, заканчивая пенополистиролом.

    Свой тепловой аккумулятор вы можете утеплить, как вам угодно. Главное, что бы емкость выполняла задачу термоса, теплообмен между стенками накопителя и атмосферным воздухом отсутствовал. Когда у вас стоит одноконтурный котел с естественной циркуляцией, утепление накопительной емкости должно быть усиленным. В противном случае (чердак одно из самых холодных мест в доме), ваш котел будет постоянно работать с повышенной нагрузкой, а система отопления будет пополняться уже остывшим теплоносителем.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector