Разное

Самодельный теплоаккумулятор: Теплоаккумулятор своими руками: размеры, материалы, утепление

admin

Теплоаккумулятор своими руками — инструкция по изготовлению

Не многие знают, что в странах Западной Европы на законодательном уровне запрещается использовать твердотопливный котел без теплоаккумулятора (ТА).

У нас такого запрета пока не ввели, но и без него уже довольно многие обзавелись этим устройством.

Какая в нем есть необходимость, и из чего можно сделать теплоаккумулятор своими руками – об этом пойдет речь в нашем материале.

Содержание

  • 1 Использование теплоаккумуляторов
  • 2 Принцип работы
  • 3 Простой тепловой аккумулятор своими руками
    • 3.1 Задаемся исходными данными
    • 3.2 Расчет объема
    • 3. 3 Расчет толщины теплоизоляции
  • 4 Изготовление
  • 5 Этапы установки теплоаккумулятора дома
    • 5.1 Обвязка
    • 5.2 Настройка
  • 6 Видео на тему

Использование теплоаккумуляторов

От того, как именно сгорает твердое топливо в топке котла, зависит очень многое. Распознать режим горения можно по цвету пламени:

  1. Белый цвет означает, что в топку подается чересчур большой объем воздуха и значительная часть тепла, которое могло бы быть усвоено, вылетает вместе с ним в дымоход.
  2. Желтый цвет говорит о том, что топливо сгорает в оптимальном режиме: КПД котла в это время является максимальным, а выхлоп – наиболее экологичным. Котел проектируется так, чтобы на номинальной мощности он работал именно в таком режиме.
  3. Красный цвет говорит о недостатке кислорода: топливо горит дольше и с меньшей теплоотдачей, но КПД при этом сильно падает, а в выхлопе содержится много тяжелых углеводородных радикалов (недоокисленные части молекул топлива) и большое количество угарного газа.

Приобретая котел, мы подбираем его мощность в расчете на самую низкую температуру, которая может наблюдаться в нашем регионе. И в сильный мороз отопитель работает на номинальной мощности, при которой топливо сгорает в оптимальном режиме. Но экстремальные холода царствуют недолго, и в остальное время заслонку приходится перекрывать, уменьшая теплоотдачу. При этом режим горения превращается из оптимального в наименее выгодный.

Владельцам русских печей такая проблема не знакома: данный агрегат всегда протапливается в оптимальном режиме, а избыток тепла накапливается кирпичным массивом и затем в течение долгого времени постепенно отдается в помещение.

Хорошо бы такую тактику применить и для стального или чугунного котла, но стенки таких приборов не обладают достаточной теплоемкостью. Остается только одно: создать и подключить к котлу отдельное устройство, способное аккумулировать тепло.

Теплоаккумулятор для котла отопления

Попутно уменьшается объем угарного газа в выбросах, а подкладывать дрова или уголь нужно будет гораздо реже. При этом возможность перегрева и закипания теплоносителя в теплообменнике котла почти полностью исключается.

Не помешает теплоаккумулятор и владельцу электрического котла. Ночью, как известно, электроэнергия стоит в 3 раза дешевле, чем днем. При наличии теплоаккумулятора можно перейти на дифференцированный тариф и пользоваться электрокотлом только ночью.

Принцип работы

Проводя аналогию с русской печью, несложно догадаться, что под солидным термином «теплоаккумулятор» подразумевается просто большой объем какого-либо материала, имеющего значительную теплоемкость. В системах водяного отопления в этом качестве логичнее всего использовать сам теплоноситель – теплоемкость у воды достаточно велика.

Итак, накопитель тепла представляет собой большую емкость, заключенную в теплоизолирующую оболочку и заполненную водой. Применяются разные схемы подключения такого устройства, но принцип его работы остается неизменным: за счет избытка производимого котлом тепла вода в ТА нагревается до высокой температуры и впоследствии накопленное тепло постепенно отбирается в систему отопления.

Схема работы теплового аккумулятора

Помимо основной своей функции ТА может играть роль водонагревателя, для чего внутрь него достаточно встроить змеевик. Правда, получить горячую воду в больших объемах с его помощью не получится.

Зарядку ТА можно осуществлять не только при помощи котла, но и посредством солнечного коллектора – для этого в емкость также нужно встроить змеевик, через который будет протекать нагретый солнцем теплоноситель.

Простой тепловой аккумулятор своими руками

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками довольно просто, если следовать инструкции. Создание ТА следует начинать с расчета его объема. Можно воспользоваться следующей методикой:

Задаемся исходными данными

Максимальная температура воды: Tmax = 90 градусов.

Минимальная температура воды: Tmin = 50 градусов.

Время работы без участия котла: t = 8 часов.

Также для расчета понадобится требуемая тепловая производительность системы отопления (СО).

Следует брать средний показатель, а не тот, который соответствует самым экстремальным морозам. В противном случае ТА получится неоправданно большим и дорогим, а для его зарядки понадобится очень мощный теплогенератор.

Самый правильный способ определить мощность теплоотдачи – рассчитать теплопотери дома. Но для примера мы воспользуемся упрощенной методикой, согласно которой для обогрева площади в 10 кв. м в самый холодный период зимы требуется 1 кВт тепла. Тогда максимальная мощность СО для дома площадью 200 кв. м составит 20 кВт, а средний показатель примем равным W = 10 кВт.

Расчет объема

Исходя из полученных данных, определим количество энергии, которое должен запасти ТА:

Q = W x t x 3600 (переводим часы в секунды) = 10000 х 8 х 3600 = 288 МДж.

Теплоемкость воды составляет (возьмем значение для температуры в 70 градусов): с = 4190 Дж/кг*градус.

Тогда воды нам понадобится:

m = Q/c(Tmax — Tmin) = 288 000 000 / 4190 (90 — 50) = 1718 кг.

Принимая высоту емкости равной 2 м, определим площадь основания: S = 1,718 / 2 = 0.859 кв. м. Такую площадь будет иметь круг диаметром 1040 мм.

Для дальнейших расчетов понадобится площадь поверхности емкости без днища. Она будет равна S = 0.859 + 3.14х1,04х2 = 7,39 кв. м.

Расчет толщины теплоизоляции

Толщину теплоизоляции следует выбирать с учетом того, какая тепловая мощность требуется для отопления котельной. Теплопроводность современных теплоизоляционных материалов составляет Л = 0,040 Вт/м*градус. Следовательно, если взять теплоизолятор толщиной d = 100 мм (0,1 м), то из полностью заряженного ТА (температура воды – 90 градусов) в котельную будет проникать

q = S*(Tmax — 20) * Л / d = 7,39 * (90 — 20) * 0,040 / 0,1 = 206,9 Вт тепла (20 – температура воздуха в помещении).

Если такой показатель не устраивает, толщину теплоизоляции нужно уменьшить.

Изготовление

Итак, рассмотрим, как изготовить теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками. Проще всего изготовить ТА из готовой стальной бочки.

За неимением таковой емкость нужно будет сварить из стальных листов. Она должна выдерживать давление, на которое рассчитан теплообменник котла (обычно 3 атм).

Расположение штуцеров зависит от схемы подключения. Если ТА подключается в качестве гидравлического разделителя, то вверху и внизу в него нужно будет врезать по два штуцера, длина которых должна соответствовать толщине утеплителя.

Одна пара (верхний + нижний) врезается со стороны котла, другая – с противоположной (здесь будет подключаться отопительный контур). К нижним патрубкам нужно будет подсоединить тройники с термометрами.

Бочку оборачивают фольгой, а затем – утеплителем. В качестве последнего следует использовать материал, не выделяющий ядовитых испарений при контакте с горячими поверхностями.

Пенопласт этому условию не удовлетворяет – понадобится минеральная вата, причем такая, которая не содержит фенол-формальдегидных смол в качестве связующего. Такой утеплитель (базальтовая вата) выпускается для теплоизоляции дымоходов.

Остается обитую теплоизолятором емкость закрыть снаружи кожухом из жести или тонколистовой стали.

Теплоаккумулятор из бочки

Если ТА предполагается параллельно использовать для приготовления горячей воды, его нужно оборудовать змеевиком. Последний делается из медной трубы диаметром 20 мм.

В крышку емкости необходимо вмонтировать предохранительный клапан для сброса избыточного давления.

Чтобы гарантированно обезопасить СО от замерзания при долгом простое котла, установите в верхней части ТА электронагреватель (ТЭН) с термостатом, настроенным, к примеру, на температуру в 40 градусов.

Этапы установки теплоаккумулятора дома

Первым делом необходимо оценить несущую способность пола на месте установки. Она может оказаться недостаточной, поскольку вес ТА имеет довольно солидный. В таком случае необходимо соорудить бетонный фундамент. Поверх фундамента нужно уложить подсыпку из керамзита и уже на нее ставить бак.

Обвязка

В нашем примере применена схема обвязки с гидравлическим разделением, в которой ТА играет роль гидрострелки. Согласно ей, накопитель нужно подключать следующим образом:

  1. С одной стороны – к котлу: подающий трубопровод (от котла) – к верхнему патрубку, обратный – к нижнему. При этом в обвязке котла, как обычно, делается перемычка с узлом подмеса, предотвращающим попадание в теплообменник холодной воды.
  2. С другой стороны – к отопительному контуру, также снабженному перемычкой и узлом подмеса. Забор воды в контур должен осуществляться сверху, а возврат – снизу.

В каждый контур врезается по циркуляционному насосу. Тот, который установлен между ТА и котлом, прогоняет теплоноситель через теплогенератор, заряжая накопитель. Второй насос, установленный на стороне отопительного контура, гоняет теплоноситель через радиаторы.

Теплоаккумулятор — схема монтажа

Как только его температура опустится ниже определенной отметки, откроется клапан смесительного узла и в контур поступит из ТА новая порция горячей воды.

Настройка

Для правильного движения среды внутри теплоаккумулятора нужно добиться, чтобы насос между ТА и котлом прокачивал больше жидкости, чем второй агрегат.

Для того чтобы точно определить мощность каждого насоса, пришлось бы выполнить сложнейший гидравлический расчет, ведь сопротивления контуров значительно отличаются. На практике вместо этого предусматривают возможность регулировки производительности каждого нагнетателя, что дает возможность точно согласовать их работу.

Есть два пути:

  1. Установить нагнетатели со ступенчато регулируемой скоростью вращения двигателя. Сегодня в продаже можно найти 3-скоростные циркуляционные насосы.
  2. В точке подключения обратки отопительного контура к тепловому аккумулятору можно установить регулирующий вентиль. Меняя его проходное сечение, мы добьемся изменения расхода через циркуляционный насос отопительного контура.

Настройку производительности насосов осуществляют при полностью открытом смесительном клапане отопительного контура. При правильной балансировке температура на термометре со стороны отопительного контура должна быть ниже, чем на термометре со стороны котла.

Видео на тему

  • Предыдущая записьПредохранительный клапан в системе отопления: конструктивные особенности и принцип действия
  • Следующая записьВоздушный клапан для отопления: назначение, принцип действия и конструктивные особенности

Adblock
detector

тепловой, самодельный для отопительного котла, расчет

Современные твердотопливные котлы – это совершенно новая система отопления, которая пришла на смену электрическим и газовым генераторам тепла. За счет особенностей строения они позволяют получить качественную и надежную отопительную систему, которая гарантированно будет хорошо функционировать. Сегодня функционирование многих котлов требует такого устройства, как аккумулятор тепла. Теплоаккумулятор для отопления можно сделать своими руками.

Теплоаккумуляторы. Нажмите на фото для увеличения.

Теплоаккумуляторы – это специальные агрегаты, которые накапливают тепло в течение определенного количества времени. Чаще всего ночью, когда действуют льготы на потребление электроэнергии, но, что более важно, нагрузка на электросеть минимальна. Таким образом, это очень полезный и действенный агрегат в общей системе отопления.

Содержание

  • 1 Что представляет собой теплоаккумулятор

  • 2 Принцип действия

  • 3 Какие функции выполняет бак аккумулятор

  • 4 Какие это дает преимущества и когда это нужно

  • 5 На что следует обращать внимание при выборе

  • 6 Самодельный теплоаккумулятор: изготовление и подключение

Что представляет собой теплоаккумулятор

Твердотопливный теплоаккумулятор – это особая емкость, которая содержит теплоноситель, имеющий свойство быстро нагреваться в процессе сгорания топлива в котле. В тот момент, когда котел перестает работать, тепловой аккумулятор начинает отдавать собранное тепло в общую систему, поддерживая оптимальную температуру в доме.

Тепловой аккумулятор вместе с современным твердотопливным котлом позволяет экономить более 30% расхода энергии на обогрев внутреннего пространства дома. Кроме того, такой теплоаккумулятор для отопления позволяет снизить нагрузки на нагревательный котел, продлевая срок его эксплуатации. Это увеличивает и продуктивность системы отопления в 2 раза, что тоже важно в особо холодных регионах.

Наверняка многие видели бак аккумулятор, из которого иногда выходит пар. Такой бак аккумулятор тепла может достигать объема в 3500 л. Обшивается он специальным материалом, который помогает сохранять это тепло в баке. Подобный гидроаккумулятор водоснабжения может использоваться как в открытых, так и закрытых системах отопления.

Принцип действия

Принцип действия очень прост. Гидроаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой подобие обычного водного резервуара, только в такой гидроаккумулятор для систем отопления поступает нагретая вода (теплоноситель непосредственно из котла отопления).

Этот аккумулирующий бак врезается в общую отопительную систему сразу после котла, тем самым создается дополнительный нагревательный агрегат, но, в отличие от котла, он не вырабатывает, а сохраняет тепло. Через аккумулятор в системе отопления постоянно проходит обновленная горячая вода, поддерживая в нем всегда максимальную температуру.

Принцип работы теплоаккумулятора. Нажмите на фото для увеличения.

После того как отопительный котел перестает работать (например, из-за отсутствия топлива), вода начинает поступать из этого бака в общую систему, поддерживая непрерывно температуру. Из-за естественных причин вода в баке ограничена, поэтому надолго ее не хватит. Однако при грамотной установке нагретого теплоносителя должно хватить на отопление в течение ночи. Современный аккумуляторный бак может работать в автономном режиме до 2 дней, обеспечивая жилье необходимым теплом.

Теплоаккумулятор в системе отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Какие функции выполняет бак аккумулятор

Как говорилось ранее, аккумуляторный бак – это современный агрегат, который позволяет сделать отопительную систему более выгодной, экономичной и практичной. Происходит увеличение производительности за счет того, что такой агрегат выполняет следующие функции:

  1. Создает дополнительный источник тепла, который в несколько раз увеличивает производительность.
  2. Грамотный расход тепла от котла по всей системе.
  3. Помогает обеспечить дом горячей водой, так как возможна установка дополнительных клапанов, перераспределяющих тепло по назначению. Все, что потребуется сделать, – установить специальный термостатный клапан, который будет срабатывать при температуре выше 85°С – нормальной температуре горячей воды.
  4. Позволяет предохранить систему от перегрева – перегрев может вывести из строя всю систему и привести даже к негативным последствиям.
  5. Увеличивает показатель КПД котла за счет повышения температуры теплоносителя и уменьшения расходуемого топлива.

Тепловые аккумуляторы могут получать и сохранять тепло из различных источников. Нажмите на фото для увеличения.

Требуется также рассчитать мощность теплоаккумулятора для создания оптимальных условий его работы. Для этого существует много способов, однако наиболее простой и проверенный – это 25 л теплоносителя для произведения 1 кВт энергии. Чем выше необходимая мощность, тем больше потребуется теплоносителя.

Какие это дает преимущества и когда это нужно

Для чего нужно устанавливать теплоаккумулятор и какие преимущества он дает? Главные плюсы:

  1. Увеличение срока эксплуатации и предотвращение поломок.
  2. Продолжение работы отопления в автономном режиме даже после полного сгорания топлива.
  3. Отсутствие возникновения резких температурных скачков.
  4. Безотказная работа агрегата в любых эксплуатационных условиях.

Устанавливать аккумулятор стоит лишь при прямой необходимости. Нажмите на фото для увеличения.

Помимо этого нужно учесть, что не всегда устанавливать такой бак аккумулятор необходимо. Для этого нужно понять, когда требуется агрегат:

  1. Если имеется ночной тариф, по которому за топливо платится меньше.
  2. Если требуется обеспечить дом большим объемом горячей воды. К примеру, если в доме большое количество санузлов и раковин, то использование такого устройства позволит обеспечить дом дополнительным количеством воды.
  3. Если используется различное топливо с разными коэффициентами тепловыделения. В таком случае бак поможет защитить систему от резкого перегрева и перепадов температур.

Прежде чем устанавливать такие агрегаты, необходимо убедиться, что в том есть прямая необходимость. Иначе это будут зря потраченные средства.

На что следует обращать внимание при выборе

При покупке готового аккумулятора или изготовлении самодельного бака следует учитывать некоторые особенности и характеристики агрегата. От этого будет зависеть долговечность, безотказность и длительность эксплуатации.

Пример технических характеристик тепловых аккумуляторов. Нажмите на фото для увеличения.

Основные параметры теплоаккумуляторов:

  1. Давление – самодельный аккумулятор должен быть построен с учетом будущего давления в системе. От этого зависит толщина его стенок.
  2. Объем и вес зависит от мощности отопительной системы.
  3. Выбирать нужно в первую очередь нержавеющие материалы для изготовления (от коррозии).

Самодельный теплоаккумулятор: изготовление и подключение

Необходимые материалы и инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • разводной ключ;
  • прокладки;
  • муфты;
  • листовое железо;
  • клапаны.

Этапы работ:

  1. Приобрести листовое железо.
  2. При помощи сварочного аппарата изготовить герметичную емкость в виде бака.
  3. Врезать 4 патрубка – 2 для подачи и 2 для обратки.
  4. Установить патрубки напротив друг друга: для подачи в самую верхнюю точку, для обратки – в самые нижние.
  5. Наверху вварить полудюймовые муфты – в них устанавливаются термодатчики и взрывной клапан.
  6. Оборудование теплоизоляцией – завершающий этап сооружения. Для этого лучше всего подойдет двухкомпонентный полиуретановый герметик или монтажная пена.
  7. Подключить трубы подачи к верхним патрубкам, а трубы обратки – к нижним.
  8. Подключить аккумулятор к котлу нагревания.

Остается лишь протестировать систему. Самодельный теплоаккумулятор готов к эксплуатации.

  • Автор: admin