Самодельный тепловой аккумулятор для отопления: Как сделать теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Тепловой аккумулятор для системы отопления: особенности конструкции, сфера применения

24 Марта 2022

Просмотров: 
24887

Время чтения: 
13 минут

Содержание

Особенности конструкции и функционирования

Расчет объема аккумулятора

Источники тепла

Когда оправдано применение

Принцип работы

Работа с разными видами отопительных систем

Правильная установка

Взаимодействие с котлами для отопления отопления

Коротко о главном

Каминные топки и тепловые баки могут брать тепло от специальных устройств – тепловых аккумуляторов. Альтернативное название – тепловые баки, буферные устройства. Теплоаккумулятор для отопления применяется в жилых домах для создания комфортного микроклимата для работы и отдыха людей. Может выполнять функции гидравлической развязки течения тепла избыточного уровня. Они балансируют работу тепловых источников и использование полученного тепла.

Тепловой бак в отопительной системе

Особенности конструкции и функционирования

Аккумулятор для отопления выгодно использовать при отключении подачи тепла в здание. Устройства состоят из емкости относительно малых габаритов с помещенным внутрь теплоносителем. В период функционирования работы котла или другого источника тепла температура антифриза или водного ресурса повышается.

Во время отключения центрального источника тепла аккумулятор начинает отдавать накопленное тепло в комнаты дома. Благодаря этому, в жилище всегда соблюдается комфортный микроклимат. Тепловой аккумулятор – сложное устройство, требующее тщательного расчета. Он состоит минимум из 4 патрубков, подключаемых к тепловому источнику, а также бака, стенки которого имеют надежную теплоизоляцию.

Конструкция

Оборудование обеспечивает экономии расходования ресурсов, при этом обеспечивая хозяев теплом в любое время года. Экономия составляет более 30% энергии, призванной обогреть помещения. Это наблюдается при совместной работе с радиаторами отопительных котлов. Каждый тепловой аккумулятор должен быть сконструирован из надежных и долговечных материалов с учетом мировых стандартов. Благодаря этому, он будет работать долгие годы без потери качества. Положительными особенностями работы устройства являются следующие:

• снижение затрат на обслуживание носителей тепла;
• КПД отопительной системы существенно увеличивается;
• отсутствие возможности перегрева;
• снижение периодичности использования топлива для котла;
• настройка приемлемой температуры в каждом помещении дома;
• интеграция в разные бытовые системы (обеспечение горячей водой и оборудование с применением альтернативных видов топлива).

При эксплуатации теплоаккумулятора для отопления нужно обратить внимание, что агрегат запускается довольно долго из холодного состояния. В непосредственной близи от котла все равно нужно держать запас топлива. Также по причине громоздкости изделия его довольно сложно устанавливать и транспортировать.

Конструкция теплового бака

Поэтому его монтаж крайне желательно проводить в отдельном хозяйственном помещении. Тепловой аккумулятор для отопления можно также смонтировать вручную самими хозяевами жилища. Это требует определенной квалификации и внимательности, однако вполне возможно для большинства потребителей.

Расчет объема аккумулятора

При выборе подобного оборудования нужно внимательно рассчитать требуемый уровень изоляции тепла стенок бака. В идеальном варианте эти элементы конструкции должны иметь максимально возможную толщину. Это обуславливает минимальную потерю тепловой энергии при простаивании или работе аккумулятора.

Тепловой аккумулятор, интегрированный с котлом на твердых видах топлива, должен быть рассчитан относительно технических параметров теплоносителя. Мощность аккумулятора рассчитывается по формуле Q = (C x M x ΔT), где:

• Q – мощность устройства;
• С — удельная теплоемкость теплоносителя;
• ΔT — разница значений температур между нижней и верхней частями аккумулятора.

Объем устройства должен рассчитываться с учетом соотношения того, что на 1 кВт мощности должна подбираться емкость, объемом в 25 литров. Работа оборудования будет оправдана с точки зрения соотношения затрат к полезной работе устройства.

Источники тепла

Положительные качества аккумуляторов тепловых заключаются в том, что они способны брать тепло от множества бытовых источников. Изделия устанавливаются в частных домах, коттеджах и подобных жилых постройках, где необходимо обеспечить для хозяев комфортное тепло в любое время года.

Горячее водоснабжение и теплый пол при работе теплового бака

Популярными источниками энергии тепла для таких баков являются следующие:

• топки каминов;
• насосные тепловые станции;
• коллекторы на солнечной энергии;
• котлы на угле, дровах и других видах твердого топлива.

Положительные качества такого хранения и передачи тепла люди оценили с экономической точки зрения. Описываемые изделия начали изготовлять с учетом растущего спроса. Расход топлива при использовании аккумуляторов уменьшается на 30%, а КПД увеличивается на 80%.

Когда оправдано применение

Устройство часто врезают в отопительную систему жилища. Это один из распространенных методов использования теплобака. Такие виды работ рекомендуется делать в таких случаях:

• большой показатель ежедневной потребности в системе снабжения горячей водой;
• потребность в уменьшении твердого топлива при использовании котла;
• необходимость снизить тарифы на электричество при применении котла на электричестве.

Эффективность применения описываемого оборудования с котлом электрическим оправдана при сниженном тарифе оплаты за электричество в ночное время (установлен счетчик двухтарифного типа). При этом, таймер котла программируется на включение питания ночью. Этот процесс нагревает емкость аккумулятора ночью, а днем бак прогревает помещение от полученной энергии.

Принцип работы

Как пример, применяется тепловой бак с контуром снабжения жилого здания горячей водой. Теплобак с теплоизоляцией, являющийся основным элементом устройства, может иметь сечение в виде круга или прямоугольника. Патрубки можно устанавливать на высоте, приемлемой для мастера. Представленные технические характеристики зависят от модели аккумулятора и производителя.

Тепловой бак с отопительной системой

Важно! Производительность оборудования во многом зависит от емкости бака. В популярных моделях емкость представленного элемента варьируется в пределах 200 л-3 м3. Функционирование бака аккумуляторного обусловлена высокой теплоемкостью водного ресурса или антифриза, которые нагреваются за счет котла.

Высокая температура жидкости сохраняется долгое время за счет толстого утеплительного слоя. Это сохраняет свойства отдачи тепла бака 1-2 суток после отключения устройства от источника тепла. Емкость, аккумулирующая тепло, состоит из таких элементов:

• корпус, выполненный из стали или пластика;
• кожух;
• элементы теплоизоляционные;
• теплообменник встроенный;
• если емкость выполнена из металла, присутствует магниевый анод;
• нагреватель электрический;
• набор патрубков, служащих для подключения контуров отопления и дополнительных агрегатов.

Это интересно! Теплоизоляционный слой может быть выполнен из разных материалов. Например, многие модели баков имеют теплоизоляцию, изготовленную из пенополиуретана.

Теплоаккумуляторы для систем отопления применяются в домах разной площади и этажности. Удобство использования такого оборудования в сочетании с преимуществами и удобством создает множество причин роста популярности этих устройств среди жилищ бытовых потребителей. Подключение к котлу осуществляется с помощью обратного трубопровода. Система комплектуется циркуляционным насосом, обеспечивающим нужный уровень циркуляции теплоносителя.

Работа с разными видами отопительных систем

Теплоаккумулятор для котлов отопления может применяться с разным оборудованием, обеспечивающий нужный уровень тепла внутри здания. Котел на дровах, угле и другом виде твердого топлива – самый распространенный вид оборудования, совместно с которыми применяются описываемые изделия.

Экономия с помощью теплового бака

Хозяевам приходится сталкиваться с разными трудностями. В первую очередь необходимо обеспечить место для хранения угля, дров или другого вида твердого топлива. Однако этот способ представляет наибольшую эффективность обеспечения хорошего тепла даже в самые лютые морозы.

Многие модели баков для отопления могут работать совместно с солнечными коллекторами. Такие элементы способны сэкономить хозяевам до 30% затрат на различного вида носители энергии. Несмотря на это, эффективность таких систем значительно уступает случаю с котлом на твердом топливе.

Поэтому коллекторы применяют в качестве вспомогательных элементов, тем более что в наших регионах ясная погода наблюдается не всегда. Коллекторов и теплового бака вполне хватает для обеспечения снабжения горячей водой. Они возмещают от 50% до 90% затрат.

Подключение теплового бака

Совместные системы теплоаккумулятора для открытой системы отопления с помощью котла на газе или твердом топливе – самые популярные и эффективные. Такие элементы обладают повышенной эффективностью, чем остальные, когда нужно запустить отопительную систему промерзшего дома. Правильно подключенный газовый агрегат будет постоянно обеспечивать хозяев горячей водой.

Благодаря особой конфигурации установки, отсутствует необходимость регулярно снабжать систему дровами или углем, как это необходимо для твердотопливных котлов. Достаточно просто обеспечить нужный приток газа в систему простым поворотом ручки на горелке. Такая система требует правильного подключения с помощью услуг квалифицированных мастеров.

Правильная установка

Кроме корпуса теплового аккумулятора для отопления процесс монтажа затрагивает установку систем управления и автоматики, опорный конструкций, а также систем насосов центробежного типа. В процессе установки понадобятся инструменты сантехника, насос циркуляции, изоляционные и уплотнительные материалы.

Емкость буферного назначения устанавливается с учетом поднятия воды, которая ранее была нагрета в верхние части корпуса теплового аккумулятора для отопления дома. Первым этапом работ по установке оборудования является выбор места, где будет работать устройство.

Буферная емкость теплового аккумулятора

По возможность бак устанавливают близко к отопительному котлу, к которому он будет подключен. Подключение оборудования на профессиональном уровне занимаются по средствам специальных соединений, укомплектованных соответствующими разъемов. Если оборудование выполнено из стали, нужно использовать муфты сгона, а если из полипропилена – применение специальных фитингов американок.

Благодаря этому, система будет работать стабильно, эффективно и безопасно. Оборудование при должном уходе и соблюдении правил эксплуатации способно прослужить долгие годы, обеспечивая хозяев комфортом и теплом независимо от погоды и времени года.

Это интересно! Тепловые аккумуляторы для отопления используются не только в жилых строениях, но и в теплицах. Они сохраняют энергию солнца в течение дня, которую затем отдают на благо растениям в холодное время.

Места соединения элементов нужно тщательно герметизировать пастой или паклей. Иногда используют фум-ленту, но прибегать к таким методам не рекомендуется, так как она не позволяет корректировать силу соединения при установке циркуляционных насосов. Емкость буфера можно установить своими руками. Емкость для аккумулирования тепла подключается в следующем порядке:

1. полный слив теплоносителя из всех коммуникационных элементов системы;
2. подключение предохранительных клапанов к одному из выводов аккумулятора;
3. установка шаровых кранов на патрубки изделия;
4. подключение циркуляционного насоса к нижнему выводу оборудования для подачи в котел охлажденной воды;
5. соединение напорного патрубка;
6. монтаж температурного датчика и блока управляющей автоматики, которые регулируются работой насосных систем для циркуляции, изменяя интенсивность его работы в зависимости от температуры теплоносителя;
7. монтаж входящей магистрали системы отопления к парному входу, расположенному в верху аккумулятора;
8. монтаж второго насоса для циркуляции на обратной подающей трубе, устройство нужно для обеспечения подачи носителя тепловой энергии к обогревающему контуру;
9. установка и настройка элементов автоматического управления второго насоса для циркуляции в зависимости от температурных показателе в каждой комнате дома;
10. если присутствует второй контур в составе конструкции теплового бака, осуществляется его присоединение к системе подачи горячей воды;
11. присоединение ТЭНа емкости буфера к электропитанию;
12. монтаж оборудования для защитного отключения всей системы и контур заземления.

Вся представленная система призвана сделать работу обогревающего устройства экономичной и надежной за счет оптимизации его работы. Накопительный бак можно приобрести в специализированных магазинах или также изготовить своими руками. В любом случае как закупкой изделия, так и его собственным изготовлением нужно заниматься с особой ответственностью. Важно приобретать товар в проверенных торговых точках с предоставлением нужных лицензий.

Пустая емкость аккумулятора

При изготовлении бака нужно ориентироваться на качественные материалы, предельную внимательность и аккуратность. Это позволяет на выходе получить качественное изделие, которое по своим характеристикам не будет уступают заводским устройствам.

Взаимодействие с котлами для отопления отопления

При использовании твердотопливного котла на дровах или угле бак должен работать на максимальной мощности, чтобы выдать высокий КПД Использование дров также доставляет неудобства, связанные с необходимостью загружать их ночью, если они были израсходованы ранее. Выходом из такой ситуации будет приобретения бака, который накапливает тепловую энергию, сгенерированную ранее. Она может использоваться для отопления после израсходования дров.

Положение вещей при использовании котла на электричестве противоположная. Это актуально при условии, что котел подключен к сети электроснабжения через многотарифный счетчик. Для экономии энергозатрат нужно максимальное количества энергии тепла получить в ночное время. В это время суток по счетчику проходит низкий тариф потребления электроэнергии.

Тепловые аккумуляторы и котлы отопления

В дневное время электричество используется с меньшей интенсивностью, а бак может быть отключен вовсе. В этом случае ночью тепловой аккумулятор максимально эффективен, что позволяет ему экономично снабжать горячей водой хозяев, которые могут пользоваться этим благом постоянно.

Важно! Для современной ситуации, чтобы работа теплового бака была максимально продуктивной, котел должен содержать полуторный запас выдаваемой мощности генерации тепловой энергии. В противном случае оборудование окажется неспособным подогревать поступающие водные ресурсы и накапливать излишки тепла.

В теплицах, где используется аккумулятор тепла, может возникать слишком много тепловой энергии. В этом случае ответственный персонал или хозяева раскрывают окна на проветривание. Чтобы эффективно накапливать энергию солнечного света для применения ее ночью, можно применить аккумулятор тепла в целях обогрева почвы.

Простейший тепловой бак в теплице

Изделие представляет собой рукав черного цвета, изготовленный из полимерного материала. Его нужно наполнить водой и разложить по грядкам. Вода в рукаве солнечным днем нагревается и передает тепловую энергию грунту в ночное время. Также внутрь теплицы можно поместить черные бочки, наполненные водой. Это также удерживает почву в теплом состоянии в ночное время.

Коротко о главном

Тепловой аккумулятор – устройство, позволяющее накапливать тепло от теплоносителя, полученное за определенное время, а затем отдавать его во благо хозяев. Само по себе устройство имеет довольно простую структуру и принцип работы. Роль теплоносителя могут играть котлы различного вида – на твердом топливе, электрический, а также коллекторы, работающие от солнечной энергии. При правильном выборе агрегата и его установке, оборудование работает экономично, чем и заслужило стремительно растущую популярность среди владельцев частных домов.

А что вы думаете о таком способе отопления дома? Оправдана ли эффективность? Расскажите в комментариях.

Автор

Марк Соловьев

Специальность:
Инженер

Все статьи

Поделиться

Поделиться

Теплоаккумулятор для отопления своими руками

»
Теплоаккумуляторы

На этой вкладке сайта мы попбробуем выбрать для дачи определенные компоненты системы. Сборка отопления дачи насчитывает определенные устройства. Монтаж обогрева включает котел отопления, расширительный бачок терморегуляторы, фиттинги, провода или трубы, механизм управления тепла, радиаторы, циркуляционные насосы, крепежную систему, автоматические развоздушиватели. Каждый узел роль. Исходя из этого подбор каждой части системы важно делать обдуманно.

Теплоаккумулятор для отопления своими руками

Для большинства любая отопительная система состоит из трех основных частей:

1. Радиаторов отопления
2. Трубных магистралей
3. Отопительного прибора или котла

Однако современные системы могут оснащаться множеством других полезных устройств, одним из которых является тепловой аккумулятор. С его помощью удается накапливать тот избыток энергии, который вырабатывается в котле и расходуется совершенно напрасно.

Большинство моделей представляют собой не что иное, как стальной бак. оснащенный несколькими нижними и верхними патрубками. К первым подключаются источники тепла, ко вторым – потребители. Внутри него располагается жидкость, которую можно использовать в желаемых целях. Изготовить теплоаккумулятор своими руками не составит труда – достаточно времени, рабочих материалов с инструментом и желания.

Вводное видео по установке

В основе принципа работы теплового аккумулятора лежит высокая теплоемкость воды. Описать его можно следующим образом:

• Трубопровод котла подключается к верхней части бака, в которую поступает горячая вода – максимально нагретый теплоноситель
• Внизу располагается циркулирующий насос, который выбирает холодную воду и пускает по системе отопления обратно в котел
• Очень быстро остывшая ранее жидкость сменяется вновь нагретой

Когда котел прекращает работать, вода в трубопроводных магистралях системы отопления начинает постепенно остывать. Циркулируя, она попадает в бак, в котором начинает выдавливать горячий теплоноситель в трубы. Таким образом, обогрев помещений будет продолжаться определенный временной промежуток.

Функции, которые выполняет теплоаккумулятор

Современные тепло накопительные устройства – сложные аппараты, которые выполняют не одну полезную функцию:

1. Способны обеспечивать дом горячим водоснабжением
2. Стабилизируют температурный режим в помещениях
3. Позволяют увеличить КПД систем отопления до максимально возможного, снижая денежные затраты на топливо
4. Способны объединять более одного источника тепла в общий контур и наоборот
5. Накапливают избыточную энергию, вырабатываемую котлом

Несмотря на все положительные функции, которые выполняет тепловой аккумулятор в системе отопления, он имеет два существенных недостатка:

• Ресурс воды напрямую зависит от вместимости установленного бака, тем не менее он остается ограниченным и имеет быстрое свойство заканчиваться. Будет не лишним дополнительная система подогрева из вне
• Из первого недостатка плавно появляется второй: более ресурсоемкие установки требуют большой свободной площади для их размещения, например, отдельного помещения в виде котельной

В дополнение советуем прочитать наше руководство по сборке солнечного коллектора своими руками

Самый простейший теплоаккумулятор своими руками можно изготовить, основываясь на принципе работы термоса – он за счет своих непроводящих тепло стенок не позволяет жидкости остывать на протяжении продолжительного временного периода.

Для работы необходимо подготовить:

• Бак желаемой емкости (от 150 л)
• Теплоизоляционный материал
• Скотч
• Тэны или медные трубки
• Бетонную плиту

Вначале очередь следует подумать над тем, что будет представлять собой непосредственно бак. Как правило, используют любую имеющуюся под руками металлическую бочку. Объем ее каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 л не имеет практического смысла.

Выбранную бочку необходимо привести в порядок. Ее следует почистить, удалить изнутри пыль и прочий мусор, обработать участки, на которых начала образовываться коррозия.

Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за то, чтоб тепло как можно дольше сохранялось внутри. Для самодельной конструкции прекрасно подойдет вата минеральная. Окутав с внешней стороны емкость, необходимо ее хорошенько обмотать скотчем. Дополнительно поверхность накрывают листовым металлом или окутывают фольгированной пленкой.

Для того, чтобы вода внутри подогревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

1. Установка электрических тэнов
2. Установка змеевика, по которому будет пускаться теплоноситель

Первый вариант достаточно сложен и не безопасен, поэтому от него отказываются. Змеевик же можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из нее сгибается спираль и помещается в внутрь.

В изготавливаемой модели тепловым аккумулятором является верхняя часть бочки – из нее необходимо пустить отводной патрубок. Снизу устанавливается еще один патрубок – вводной, через который будет поступать холодная вода. Следует их оснастить кранами.

Простое устройство готово к использованию, но перед этим предстоит решить вопрос, связанный с пожарной безопасностью. Располагать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгородив стенками.

Человек, который много раз сталкивался с устройством систем отопления, без труда должен изготовить тепловой аккумулятор своими руками и произвести дальнейшее подключение. Не должна составить особой сложности подобная работа и для новичка.

Словами схему подключения можно описать следующим образом:

1. Транзитом сквозь весь бак должен проходить по тепловому аккумулятору обратный трубопровод, на его концах должны быть предусмотрены полуторадюймовый вход и выход
2. Вначале между собой соединяются обратка котла и бак. Между ними должен размещаться циркуляционный насос, гонящий воду из бочки в отсекающий кран, расширительный бак и отопительный прибор
3. Циркуляционный насос и отсекающий кран также монтируют со второй стороны
4. Соединять подающий трубопровод необходимо по аналогии с предыдущим, однако теперь тепловые насосы не устанавливаются

Стоит отметить, что подобным образом подключается теплоаккумулятор к отопительной системе, работающей на базе всего одного котла. Если их количество увеличивается, схема значительно усложнится.

Емкость должна дополнительно оснащаться термометром, датчиками давления внутри и взрывным клапаном. Накапливая постоянно тепло, бочка может со временем перегреться. Чтобы не допустить взрыва, необходимо сбрасывать периодически избыточное давление.

Теплоаккумулятор и разные виды отопительных систем

Устанавливать тепловой аккумулятор можно совместно с различными отопительными системами. Взаимодействуя с каждой из них, он предоставляет ряд преимуществ и быстро окупается.

Наиболее распространены теплоаккумуляторы, установленные совместно отопительным оборудованием, работающем на твердом топливе, у которых количество остатков минимально. Доведя КПД до максимально-возможного, они очень быстро разогревают отопительные радиаторы, которые вскоре изнашиваются. Часть вырабатываемой энергии лучше копить и воспользоваться, когда в ней действительно возникнет потребность.

Двукратный ночной тариф за электроэнергию – проблема для владельцев электрических отопительных котлов. Таким образом в дневное время теплоаккумулятор будет накапливать в себе тепло по более выгодной стоимости, а в ночное – отдавать его отопительной системе.

Применяются подобные установки в многоконтурных системах, распределяя воду между контурами. Если установить патрубки на разных высотах, можно осуществить отбор воды с разной температурой.

Варианты модернизации

Глядя на простейший теплоаккумулятор своими руками, человек с инженерным образованием наверняка задумается о вариантах его модернизации. Сделать это можно следующими способами:

• Внизу устанавливают еще один теплообменник, посредством которого может происходить аккумуляция энергии, полученной солнечным коллектором
• Можно разделить внутреннее пространство бака на несколько секций, сообщающихся между собой, чтобы расслоение жидкости по температурам было более выраженным
• Тратиться на теплоизоляцию или нет – каждый решает сам для себя. Но несколько сантиметров пенополиуретана существенно снизят тепловые потери
• Увеличив количество патрубков, можно будет монтировать установку к более сложным отопительным системам с несколькими контурами, работающими независимо
• Можно сделать дополнительный теплообменник, в котором будет накапливаться питьевая вода

Видео — Тепловой аккумулятор в доме с периодической топкой

Подводим итоги

Собирать теплоаккумуляторы своими руками может абсолютно каждый. Для него нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование, а самая простая модель состоит из комплектующих, которые у хорошего человека всегда в гараже или кладовой.

Все те, кто не доверяет самодельным устройствам, могут ознакомиться с богатым выбором моделей на рынках. Их стоимость более чем приемлемая, а вложенные средства быстро окупаются.

Источник: http://v-teplo.ru/teplovoi-akkymylyator-kak-sdelat.html

Теплоаккумулятор для отопления своими руками

Содержание

Начнем с главного, что может аккумулировать тепло? Да практически все: стены, потолок, пол, мебель, одежда и т. д. Весь вопрос насколько эффективно. Здесь действуют законы термодинамики, показывающие насколько каждое из физических тел может накапливать тепло. Аккумулируемое количество тепла определяется формулой:

W = m c (ϑ 2 – ϑ 1)

• W аккумулируемое тепло J
• m масса аккумулирующего вещества kg
• c удельная теплоемкость
• аккумулирующего вещества J / (kg K)
• ϑ 2 конечная температура нагрева C
• ϑ 1 начальная температура нагрева или
• конечная температура охлаждения C
• Удельная аккумулирующая способность равна, следовательно,

w = W / m = c (ϑ 2 –ϑ 1) .

Из приведенной формулы видно, что оптимально максимально повышать температуру вещества ϑ 2, увеличивая теплоемкость. Что мы можем реально применить в качестве накопителя тепла.

Сравним теплоемкость ( кДж/(м3*K)) популярных в строительстве материалов на основе равных объемов:

• Вода – 4187,
• Бетон – 2375,
• Кирпич – 1750,
• Магнетит – 3312,
• Мрамор – 2375.

Из приведенных показателей видно, что лидером по способности накапливать тепло является обыкновенная вода. К ее преимуществам следует отнести доступность, дешевизну, способность растворять и смешиваться с добавками, улучшающие теплофизические свойства. Есть материалы с более высоким показатели теплоемкости, например на основе сульфата натрия (глауберовая соль). Однако они стоит денег, эффективная работа не в нашем диапазоне температур 60-90С.

Итак, мы определились с материалом аккумуляции тепла – это вода.

Куда поместить воду для теплоотдачи? Здесь возможно два пути способа построения конструктива корпуса. Как наиболее эффективный вид корпуса для сохранения тепла – это шар. Как наиболее удобное размещение емкости – где найдем место. Совместить их вряд ли получится, нужно придерживаться главного принципа – форма емкости должна быть как можно ближе к шару, в крайнем случае, к кубу.

Где найти готовые, подобные формы. Лучше поискать в сфере общепита нержавеющие емкости, лучше с наружным кожухом для горячей воды или пара, нагревающим основную емкость. Это идеальный вариант, который попадается редко, но рассмотрим и его.

«Общепитовская» емкость лучше всего подходит для открытой системы отопления, при работе без повышения давления. Пространство между двумя стенками заполняем любым утеплителем – от монтажной пены до минеральной ваты. В комплекте такого котла есть крышка, которую легко утеплить. Здесь есть свои тонкости, обусловленные необходимостью периодического осмотра емкости. Крышку необходимо не только утеплить, но и периодически подымать. Нужно предусмотреть механизм подымания крышки с утеплителем, которая будет весить около 50кг.

Для самодельной емкости лучше выбрать форму куба, открывающей доступ к осмотру створчатой формой половиной верхней крышки. Для продления срока эксплуатации металлической емкости предохраняем ее от коррозии. Механически зачищаем металл от ржавчины, обрабатывает ортофосфорной кислотой, наносим 3-5 слоев грунтовки с просушиванием на солнце или в сушильной камере. Или наносим краски Хаммерайт или Зинг. Указанные мероприятия задержат окисление металла, но не исключат его.

Емкость из 4мм металла наполненная водой гарантированно прослужит 30 лет, но для желающих подстраховаться сообщим, что есть пластиковые емкости с рабочей максимальной температурой в 80С. Эти емкости одеты в металлический каркас, удерживающий форму при повышенной температуре. В сформированных местах удобно устанавливать врезки для подачи и обратки, устанавливать теплообменники.

Удобно использовать трубы большого диаметра, заглушенные с торцов металлом такой же толщины. Такие емкости удобно использовать в закрытых системах отопления с циркуляционным насосом, подразумевая работу с повышенным давлением. Толщина стенок таких труб- 6-10мм, позволяющих гарантировать работу в водной среде без антикоррозийного покрытия не менее 35 лет. Такая жесткая и прочная конструкция нашла неожиданное применение не только в качестве теплоаккумулятора, но и в качестве опорных конструкций, колонн – декоративных и функциональных.

Применение накопителей тепла в качестве конструктива здания широко не освещалось, требует более детального изучения. Не бойтесь применять нововведения – хуже не будет.

Теплоаккумуляторы можно устанавливать везде, где имеется место. Есть опыт установки в ванных комнатах после выхода с котла, служит не только теплоаккумулятором, но и обогревателем, исключая необходимость установки отопительных приборов. Можно установить в чердачном пространстве, утеплив потолок спальни.

Интересен опыт установки на входе в помещение с улицы, когда наружные грани утепляются пенопластом или минватой не менее 100мм, грани в сторону помещения с двух сторон от двери имеют меньший слой утеплителя, обогревая помещение. Достигается эффект тепловой завесы холодного воздуха с улицы.

В качестве соединяющего элемента используют клеящую смесь «церезит», можно нанести монтажной пеной равномерные точки на поверхность листа и прижать к емкости на 5 минут. Можно просто примотать пенопласт к емкости скотчем – эффект почти одинаков. Главное – пенопласт должен плотно прилегать к поверхности теплоаккумулятора, не образовывать щелей между листами утеплителя.

Устанавливать теплоемкости лучше по центу разбора тепла, как правило – по центру жилища. Большая емкость с теплом позволяет реализовать функцию гребенки, подключая через соответствующие термодатчики: теплые полы, подключение радиаторов, теплая вода для бытовых нужд.

Применение теплоаккумулятора в сочетании с твердотопливным котлом позволит значительно улучшить показатели качества отопления, снизить количество топок до 2-3шт в сутки. Лучше применять в качестве накопительной емкости трубы большого диаметра с толщиной стенок от 5мм.

При определении емкости теплоаккумулятора нужно исходить из максимальных расчетных показателей наполнения – 50л жидкости на 1 кВт мощности котла. Для экономии места и функционального использования конструктива емкости аккумулятор тепла можно использовать в качестве декоративных, опорных конструкций.

Насколько сложно устанавливать аккумуляторы тепла? Давайте рассмотрим на практическом примере, достойном повторения. При ремонте дома демонтировали старую печь, на ее место по дымоходу установили твердотопливный котел. В качестве теплоаккумулятора использовали стальную трубу диаметром 0,8м, заваренную с торцов.

Аккумулятор установили в непосредственной близости к котлу, используя его еще и как демпфер возможных скачков температуры. С тыльной стороны стен, снизу и сверху утеплили цилиндр минватой. С лицевой стороны на профили закрепили изразцы, получилась очень красивая печь – голландка. Никто не догадывается, что это просто бочка с горячей водой.

Источник: http://www.proterem.ru/avtonomnyj-dom/akkumuljator-tepla-tverdotoplivnogo-kotla.html

Так же интересуются

• Теплоаккумуляторы для отопления купить
• Тепловой аккумулятор в системе отопления

17 апреля 2023 года

Песчаная батарея

А: Не самая лучшая идея.

Друзья, несколько недель назад Несколько человек спросили меня, слышал ли я о последней «песчаной батарее»? Я никогда не слышал ни о чем подобном.

Большинство людей, спрашивавших меня, наткнулись на эту статью на BBC, в которой с восторгом описывалось устройство для хранения тепла, а не батарея, которое было построено в Финляндии.

История BBC «Песчаная батарея».

Я быстро проверил , правильно ли я понял значение слова «батарея»:

Затем я пришел к выводу , что это была преднамеренная уловка, чтобы сделать систему хранения тепла более интересной. Нет необходимости – я люблю системы хранения тепла!

Подлинные термоаккумуляторы существуют и Розмари Барнс посетила один из них на своем канале Engineering с Рози примерно год назад.

В системе компании Stiesdal, которую посетила Рози, избыточная электроэнергия хранится в виде тепла в изолированном контейнере — подобно песочной батарее. Но вместо того, чтобы просто использовать эту накопленную тепловую энергию для непосредственного обогрева домов (как это делает «песчаная батарея»), тепло используется для привода генератора и производства электроэнергии. Таким образом, функционально он работает как обычная химическая батарея — накапливает и высвобождает электрическую энергию.

В видео Стисдал утверждает, что общая эффективность ожидается на уровне ~60%, но функция сброса производит «отработанное тепло», которое можно использовать для централизованного теплоснабжения, в результате чего общая эффективность хранения достигает ~90%. Другими словами, он может делать то же, что и песочная батарея, И генерировать электричество.

Но, как станет ясно, Я подозреваю, что эффективность присуща только краткосрочному хранению – день или два – а не действительно сезонному хранению. Так или иначе: вернемся к песчаной «батарее».

Детали Песчаной Батареи: Как долго она может хранить энергию?

BBC сообщает, что:

Песок является очень эффективным средством для хранения тепла и мало теряет со временем. Разработчики говорят, что их устройство может держать песок при температуре 500 °C в течение нескольких месяцев. [курсив мой]

В просторечии это звучит правдоподобно : мы знакомы с керамическими материалами, долго удерживающими тепло. Но я настроен скептически.

Почему? Потому что идеальных теплоизоляторов не существует, а скорость потери тепла от объекта пропорциональна разнице между объектом и окружающей его средой. Таким образом, для объекта при температуре 500 °C потеря тепла, вероятно, будет серьезной проблемой.

Я спросил , может ли быть лучший способ сделать это, например, выбрав материал с большей теплоемкостью. Тогда ту же тепловую энергию можно было бы запасать в среде при более низких температурах и, следовательно, иметь меньшие потери тепла. Материал для хранения также должен быть дешевым, поэтому я задумался о чем-то действительно дешевом: вода .

Вода?  Да. Данный объем воды сохраняет в три раза больше тепла, чем песок, нагретый до той же температуры. Однако (без повышения давления) вода может быть нагрета до 100 °C.

В качестве альтернативы можно сказать , что песок настолько плохо хранит энергию, что его ДОЛЖЕН нагревать до высоких температур, чтобы он стал хоть наполовину полезным. Но при высокой температуре он будет быстрее терять тепло. И сроки хранения в месяцах мне кажутся маловероятными.

Расчет

Друзья, я сделал расчет!

Я рассчитал время хранения двух резервуаров-аккумуляторов , в каждом из которых хранится 8 МВтч тепловой энергии (как в финской конструкции), в одном хранится песок при температуре 500 °C, а в другом хранится вода при температуре 100 °C.

Чтобы понять масштаб этой системы:

• Типичный накопитель горячей воды для бытовых нужд при температуре 60 °C хранит около 7 кВтч тепловой энергии, поэтому мы предполагаем системы примерно в 1000 раз больше, чем бытовая система «аккумулирования тепла».
• Моему дому требуется примерно 4500 кВтч (4,5 МВтч) отопления в течение зимы, поэтому 8 МВтч теплоаккумулятора могут накопить достаточно энергии, чтобы обогреть, возможно, два дома зимой.
• Да, я сказал два (2).

Я зафиксировал высоту емкостей на уровне 7 м (как в финской конструкции) и изменил диаметр емкостей для хранения достаточного количества вещества для хранения 8 МВтч (как в финской конструкции). Сосуд для воды имел диаметр 3,8 м, а сосуд для песка — 2,8 м в диаметре.

Я предположил, что оба сосуда были покрыты изоляцией из минеральной ваты толщиной 300 мм с теплопроводностью 0,03 Вт/м/°C, а затем рассчитал постоянную времени, в течение которой сосуды потеряют 50 % накопленного тепла.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его . График, показывающий скорость, с которой два сосуда (подробности см. В тексте) теряют запасенную энергию.

• Сосуд с песком потеряет 50% своего тепла за 2,1 месяца, после чего вода сохранит 84% запасенной энергии.
• Сосуд для воды потеряет 50% запасенной энергии через 8,4 месяца, после чего песок потеряет 94% запасенной энергии.

Заключение

Друзья, я ненавижу подобные новости.

Эта «песчаная батарея» может накопить достаточно тепла за зиму для 2 домов – без учета потерь – или, что более вероятно, для одного дома с учетом потерь.

Общественное хранилище тепла — может иметь смысл в некоторых контекстах. Действительно, я видел другие реализации подобных идей (не могу найти ссылки на данный момент), которые не требуют очень высоких температур и, следовательно, больших тепловых потерь.

Но эта история читается так, будто корреспондент Би-би-си проглотил пиар-рассказ из Финляндии, а затем выплеснул его на весь веб-сайт Би-би-си.

Межсезонное хранение возобновляемой энергии является важной технологией, которая потребуется, если мы хотим построить систему, способную круглогодично снабжать энергией из устойчивых, но прерывистых источников.

Но есть много альтернатив . Реализация Stiesdal возвращает энергию в виде электричества, а не тепла, что гораздо полезнее. Затем электроэнергию можно будет использовать для работы тепловых насосов, что повысит общую эффективность системы.

В качестве альтернативы энергия может храниться в виде зеленого водорода или газа под давлением. Мне до сих пор не ясно, какая технология окажется оптимальной: в конечном итоге все упирается в стоимость.

Так что это сложная ситуация, но такие поверхностные истории никому не помогут.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Эта запись была опубликована 21 июля 2022 года в 9:16 и находится в разделе «Изменение климата». Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через ленту RSS 2.0.
Вы можете оставить отзыв или вернуться со своего сайта.

Как построить термохранилище своими руками

Опубликовано 18 октября 2012 г.

Термоаккумулятор используется для решения следующей проблемы: у вас есть дровяная печь, но по утрам, когда вы ее растопили и в помещении немного потеплело, вы вышли из дома. Если вы закроете печь так, чтобы она горела всю ночь, это очень плохая идея с точки зрения загрязнения и накопления смолы в дымоходе, что может привести к возгоранию дымохода. Или, может быть, вы весь день находитесь в своем доме и выходите из него, но вы не хотите поддерживать огонь весь день — это пустая трата времени.

Ответ: термосклад. По сути, это большой, чрезвычайно хорошо изолированный резервуар для хранения воды, который вы нагреваете с помощью обратного котла на дровяной печи (или с помощью солнечных панелей горячего водоснабжения), который может питать радиаторы или полы с подогревом в любое время. Затем вы можете зажечь свой огонь вечером, и он будет поддерживать тепло в вашем термальном хранилище, чтобы использовать его, когда захотите. Можно купить термоаккумуляторы, но они могут быть довольно дорогими. Наш друг Сун объясняет здесь, как (если у вас есть руки) вы можете сделать его самостоятельно из переработанных материалов. Его компания продает термальные магазины, но, эй, он именно такой парень. Вот Сун…..

У меня есть приятель-фермер, который держит небольшой котел на дровах, чтобы обогревать свое жилище. Проблема в том, что он должен поддерживать работу котла, чтобы иметь хоть какое-то тепло, а это также означает, что он много времени проводит в дремоте, что плохо для котла или дымохода и значительно снижает эффективность. Он хотел бы иметь термосклад, но хочет, чтобы он был дешевым (ну, в конце концов, он фермер — Дэйв). Мы вместе набросали эту идею использования старых медных водонагревателей. Вам нужно будет лучше изолировать баки, поскольку стандартная изоляция, с которой они поставляются, на самом деле не на высоте, но это не ракетостроение. Просто убедитесь, что вы используете что-то, что может выдержать тепло, например, стекловату. Также хорошо изолируйте все трубопроводы — вы будете удивлены тем, сколько тепла вы можете потерять через плохо изолированную трубу или вентиль.

Так что купите себе два-три старых медных бака с горячей водой — на ум приходит центр утилизации или eBay. Теперь вам нужно соединить их последовательно, как показано на схеме. Таким образом, тепло будет распространяться сначала по первому баку, а затем по следующему. Если вы подключите их параллельно, вам потребуется много времени, чтобы получить приличное количество полезного тепла.

Показанный здесь источник тепла представляет собой дровяной котел. Как видите, горячий поток из печи идет в верхнюю часть первого бака, а холодный возврат возвращается из основания последнего бака.

Вода для вашего отопления также поступает из верхней части первого бака и возвращается в основание последнего бака, но важно, чтобы подача (или обратка) для нагревающей стороны поступала из другого крана на бак. Скорее всего, в верхней части первого резервуара будет погружной кран, который вы можете использовать для этого. он будет довольно большим, но можно использовать дешевые стальные втулки, чтобы уменьшить его размер, чтобы вы могли установить трубу стандартного размера.

Пол с подогревом здесь будет еще лучше

Блок загрузки (обозначен буквой L) на плите котла улучшит работу всех нагрузок и гарантирует, что вода, поступающая в баки, всегда будет иметь температуру 60ºC или выше. Это означает, что вы быстро получите полезное тепло. В противном случае печке придется нагревать воду во всех резервуарах с точностью до 15ºC, что займет целую вечность.

Эта система предназначена только для отопления, с такой установкой вам понадобится еще один бак для воды для мытья и купания. Другим вариантом может быть что-то вроде источника непрямого цилиндра в качестве первого резервуара, где горячая вода для мытья и купания поступает в змеевик в резервуаре, поскольку холодная горячая вода под давлением сети выходит из змеевика горячей.

Когда вы подбираете печь для котла, помните, что она должна быть в состоянии обогреть ваше здание И нагреть воду в резервуарах, поэтому вам потребуется немного более высокая мощность, чем если бы у вас не было резервуаров.