Своими руками

Тепловой аккумулятор для отопления своими руками: Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Содержание

Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Зачастую домовладельцы не в состоянии купить современное отопительное оборудование, поэтому ищут альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (иначе – тепловой аккумулятор), незаменимую вещь для систем отопления с твердотопливным котлом. Накопительный бак объемом 500 л стоит примерно 600—700 у. е., цена тысячелитровой бочки достигает 1000 у. е. Если же сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом установить резервуар в котельной самостоятельно, удастся сэкономить половину указанной суммы. Наша задача – рассказать о способах изготовления.

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:

  1. При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
  2. Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.

Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды

Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

  • основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
  • теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
  • внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
  • присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
  • погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез озаботились установкой теплоаккумулятора и решили его сделать своими силами, то для начала стоит ознакомиться с заводской технологией сборки.

Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна

Повторить технологический процесс в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак–аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в таком порядке:

  1. Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где из него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
  2. На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1.5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
  3. Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
  4. Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферические крышки.
  5. Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
  6. Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
  7. Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху емкость обшивается тонколистовой сталью с полимерным цветным покрытием либо закрывается плотным чехлом.

Корпус накопителя выгибается из листа железа на вальцах

Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители зачастую применяют специальный чехол (можно выбрать цвет)

Большинство заводских аккумуляторов тепла рассчитаны на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя в системе отопления 90 °С. Это значение вдвое превышает порог срабатывания предохранительного клапана, устанавливаемого на группу безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел — 3 Бар). Детально производственный процесс показан на видео:

Справка. Бессмысленно наваривать прямо на стенки жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что уголки малого сечения сила давления изгибает вместе со стенкой, а большие отрывает по краям.

Делать снаружи мощный каркас – нецелесообразно, слишком большой расход материалов. Компромиссный вариант – внутренние распорки, изображенные на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Чертеж аккумулятора тепла на 500 л – вид сверху (поперечный разрез)

Подбор материалов для резервуара

Вы сильно облегчите себе задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на давление 3–6 Бар. Какие емкости можно использовать:

  • баллоны из-под пропана разной вместительности;
  • списанные технологические резервуары, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
  • ресиверы от железнодорожных вагонов;
  • старые железные бойлеры;
  • внутренние баки емкостей для хранения жидкого азота, выполненные из нержавейки.

Из готовых стальных сосудов сделать надежный теплоаккумулятор значительно проще

Примечание. В крайнем случае сгодится стальная труба подходящего диаметра. К ней можно приварить плоские крышки, которые придется усилить внутренними растяжками.

Для сваривания квадратного резервуара возьмите листовой металл толщиной 3 мм, больше не надо. Жесткости сделайте из круглых труб Ø15—20 мм либо профилей 20 х 20 мм. Размер штуцеров выбирайте по диаметру выходных патрубков котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0.3—0.5 мм) с порошковой покраской.

Отдельный вопрос – чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучший вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60—80 мм. Полимеры типа пенопласта или экструдированного пенополистирола применять не стоит. Причина – мыши, которые любят тепло и осенью могут запросто поселиться под обшивкой вашей накопительной емкости. В отличие от полимерных утеплителей, базальтовое волокно они не грызут.

Не стройте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, грызуны его тоже едят

Теперь укажем другие варианты готовых сосудов, которые применять для аккумуляторов тепла не рекомендуется:

  1. Импровизированный бак из еврокуба. Подобные пластиковые емкости рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70 °С, а нам нужно 90 °С.
  2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания – тонкий металл и плоские крышки резервуара. Чем усиливать такую бочку, проще взять хорошую стальную трубу.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Хотим предупредить сразу: если вы посредственно владеете сваркой, то изготовление бака лучше закажите на стороне по вашим чертежам. Качество и герметичность швов имеет огромное значение, при малейшей неплотности аккумулирующая емкость потечет.

Сначала бак собирается на прихватках, а потом проваривается сплошным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не будет, надо лишь усвоить порядок выполнения операций:

  1. Вырежьте из металла заготовки по размерам и сварите корпус без дна и крышки на прихватках. Для фиксации листов используйте струбцины и угольник.
  2. Прорежьте в боковых стенках отверстия под жесткости. Вставьте внутрь заготовленные трубы и обварите их торцы снаружи.
  3. Прихватите к баку дно с крышкой. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних растяжек.
  4. Когда все противоположные стенки емкости надежно связаны друг с другом, начинайте сплошную проварку всех швов.
  5. Установите снизу резервуара опоры из отрезков трубы.
  6. Врежьте штуцеры, отступив от дна и крышки на менее 10 см, как показано на ниже на фото.
  7. Приварите к стенкам металлические скобки, которые послужат кронштейнами для крепления теплоизоляционного материала и обшивки.

На фото показана растяжка из широкой полосы, но лучше применить трубу

Совет по монтажу внутренних распорок. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибанию и не оборвались по сварке, выпустите концы растяжек наружу на 50 мм. Затем дополнительно приварите к ним ребра жесткости из стального листа или полосы. О внешнем виде не волнуйтесь, торцы труб потом скроются под облицовкой.

Стальные скобки (клипсы) привариваются к корпусу для крепления утеплителя и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить теплоаккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, наполнив водой либо смазав все швы керосином. Теплоизоляция выполняется достаточно просто:

  • зачистите и обезжирьте все поверхности, нанесите на них грунтовку и краску с целью защиты от коррозии;
  • оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а после закрепите с помощью шнура;
  • нарежьте облицовочный металл, сделайте в нем отверстия под патрубки;
  • прикрутите обшивку к кронштейнам саморезами.

Листы облицовки прикручивайте так, чтобы они были связаны между собой крепежом. На этом изготовление самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 л, то ставить его на бетонный пол нежелательно, лучше устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя грунта. Потом засыпьте ее битым камнем (бутом), уплотните и заполните жидкой глиной. Сверху залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема устройства фундамента под аккумуляторный бак

Правильная работа теплового аккумулятора построена на горизонтальном движении горячего и охлажденного потока внутри резервуара, когда батарея «заряжается», и вертикальном течении воды во время «разряда». Чтобы организовать такую работу батареи, нужно выполнить следующие мероприятия:

  • контур твердотопливного или другого котла подключается к накопительному баку для воды через циркуляционный насос;
  • отопительная система снабжается теплоносителем с помощью отдельного насоса и смесительного узла с трехходовым клапаном, позволяющим отбирать из аккумулятора необходимое количество воды;
  • насос, установленный в котловом контуре, по производительности не должен уступать агрегату, подающему теплоноситель к отопительным приборам.

Схема обвязки бака – аккумулятора тепла

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора с ТТ-котлом представлена выше на рисунке. Балансировочный вентиль на обратке служит для регулирования потока теплоносителя по температуре воды на входе и выходе емкости. Как правильно производится обвязка и настройка, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоматериале:

Справка. Если вы проживаете в столице РФ или Подмосковье, то по вопросу подключения любых теплоаккумуляторов можете проконсультироваться лично с Владимиром, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте.

Бюджетный аккумулирующий бак из баллонов

Тем домовладельцам, у кого площадь котельной сильно ограничена, мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана.

Самодельный накопитель тепла в паре с ТТ-котлом

Конструкция на 100 л, разработанная другим нашим мастером — экспертом Виталием Дашко, призвана выполнять 3 функции:

  • разгружать твердотопливный котел при перегреве, воспринимая излишки теплоты;
  • нагревать воду для хозяйственных нужд;
  • обеспечивать обогрев дома в течение 1—2 часов в случае затухания ТТ-котла.

Примечание. Длительность автономной работы теплоаккумулятора невелика из-за малого объема. Зато он поместится в любое помещение топочной и сможет отводить тепло от котла после отключения электричества, поскольку присоединен напрямую, без насоса.

Так выглядит без облицовки резервуар, сделанный из баллонов

Для сборки накопительного бака вам потребуется:

  • 2 стандартных баллона из-под пропана;
  • не менее 10 м медной трубки Ø12 мм либо нержавеющей гофры такого же диаметра;
  • штуцеры и гильзы для термометров;
  • утеплитель – базальтовая вата;
  • крашеный металл для обшивки.

От баллонов нужно открутить вентили и отрезать крышки болгаркой, наполнив их водой во избежание взрыва остатков газа. Медную трубку аккуратно изгибаем в змеевик вокруг другой трубы подходящего диаметра. Дальше действуем так:

  1. Пользуясь представленным чертежом, просверлите отверстия в будущем теплоаккумуляторе под патрубки и гильзы для термометров.
  2. Закрепите сваркой внутри баллонов несколько металлических скоб для монтажа теплообменника ГВС.
  3. Поставьте баллоны один на другой и сварите между собой.
  4. Установите внутрь получившегося бака змеевик, выпустив концы трубки через отверстия. Для уплотнения этих мест используйте сальниковую набивку.
  5. Приделайте дно и крышку.
  6. В крышку врежьте штуцер для сброса воздуха, в дно – патрубок сливного крана.
  7. Приварите кронштейны для крепления обшивки. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие имело прямоугольную форму. Сгибать облицовку полукругом будет неудобно, да и выйдет не эстетично.
  8. Сделайте утепление резервуара и прикрутите обшивку саморезами.

Стыковка бака с ТТ-котлом без циркуляционного насоса

Особенность конструкции данного теплоаккумулятора заключается в том, что он соединяется с твердотопливным котлом напрямую, без циркуляционного насоса. Поэтому для стыковки применяются стальные трубы Ø50 мм, проложенные с уклоном, теплоноситель циркулирует самотеком. Для подачи воды к радиаторам отопления после буферной емкости устанавливается насос + трехходовой смесительный клапан.

Заключение

На многих интернет-ресурсах встречается утверждение, что изготовить теплоаккумулятор своими руками – плевое дело. Если вы изучите наш материал, то поймете, что подобные высказывания далеки от реальности, на самом деле вопрос довольно сложный и серьезный. Нельзя просто взять бочку и приладить ее к твердотопливному котлу. Отсюда совет: хорошенько продумайте все нюансы, прежде чем приступать к работе. А без квалификации сварщика за буферную емкость не стоит и браться, лучше ее заказать в специализированной мастерской.

Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками

Теплоаккумулятор содержит большой объем воды (теплоносителя), поэтому может накапливать тепловую энергиюЮ и отдавать ее, когда котел не работает. Это позволяет значительно реже подходить к твердотопливному котлу, фактически раз в двое суток в межсезонье, если котел мощный и дом утепленный, а также дает возможность использовать по максимуму на благо отопления дешевый ночной тариф электроэнергии.

Идея установить буферную емкость (теплоаккумулятор) выглядит блестящей для всех умученных дежурством у котлов, но разбивается о ценник на теплоаккумуляторы. Оказывается, что увеличить комфорт не слишком то и дешево. Но может получится сделать теплоаккумулятор своими руками? Ведь на первый взгляд ничего сложного…

 

Как можно сделать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплоаккумулятора, как правило, – бочка, круглая в сечении. Объм обычно в пределах 500 – 2000 литров. Диаметр – до метра, высота до 2,5 метров. Размещается на ножках, с множеством вваренных штуцеров. Может содержать в себе 1 или 2 или больше спиральных теплообмеников, для подсоединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды…

Емкость утеплена слоем теплоизоляции, чтобы не перегревать воздух в котельной. В фирменных теплоаккумуляторах внутри организована сложное распределение потоков… Можно взглянуть на рекламу Buderus на видео…

 

Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки

Чтобы создать правильное направление потоков, подключение к буферной емкости выполняются следующим образом.

  • Подача с котла – в верхней части.
  • Подача из емкости на радиаторы – в верхней части, на уровне подачи котла
  • Обратка с радиаторов – в нижней части.
  • Обратка на котел – в нижней части, чуть ниже обратки с радиаторов.

При этом жидкость в теплоаккумуляторе обязательно должна двигаться сверху вниз, по кольцу контура котла, а также — от котла к радиаторам.

Отследить направление движения жидкости можно по температурным датчикам — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиаторов.

Важно соблюсти принцип:  – расход теплоносителя в контуре котла должен превышать расход в радиаторах, только тогда теплоаккумулятор сможет нормально работать. Это обычно обеспечивается большим гидравлическим сопротивлением контура потребителей, при одинаковых насосах.

Радиаторы получат горячий теплоноситель сразу, как он появится внутри теплоаккумулятора, забирая его своим насосом с верхней части, что обеспечивает оперативность управления всем отоплением и реагирование на суточные перепады температур.

Важнейший вопрос при установке теплоаккумулятора – защита котла от холодной обратки, выполняется обязательно, например с помощью трехходового клапана.

 

Основы конструирования буферной емкости

Гораздо предпочтительнее использовать большую готовую бочку или трубу, тогда будет намного меньше сварных швов, чем в самодельной прямоугольной конструкции.

  • Ввариваются патрубки 3/4 дюйма для подключения контуров. Но контур твердотопливного котла, для реализации аварийного самотечного циркулирования, желательно создавать не менее 1дюйма, при этом подача от котла, где возможен перегрев, – стальная.
  • Сливной патрубок, он же и очиститель шлама – в самой нижней части.
  • В крышке рекомендуется создать патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.

Сделать буферную емкость самостоятельно может лишь квалифицированный сварщик. Пример создания теплоаккумулятора из бочек, но явных ошибок схемотехники повторять не стоит…

Одно из пропагандируемых некоторыми специалистами решений – 4 дешевые бочки 200 литров, попарно соединенные патрубками большого диаметра…

 

Какой объем буферной емкости понадобится

Ключевой вопрос – какой объем теплоаккумулятора можно считать достаточным. Обычный режим работы – разогрев до +90 градусов и остывание до +60 градусов, пока работа радиаторов будет эффективной… В разнице 30 градусов заключается та энергия, которую можно накапливать и использовать.

Несложный тепловой расчет показывает, что одной тонны воды будет достаточно для обогрева среднеутепленного дома 100 м кв в самые пиковые морозы в течении 5 часов. А при средне-сезонной температуре – сутки.

На практике, емкость 1,2 тонны в хорошо утепленном небольшом доме позволяет не подходить к котлу 30 кВт на дровах в течении 2 суток… Ставить буферную емкость менее 0.8 тонны особого смысла нет…

 

Вопрос утепления

Не нужно спешить накладывать утеплитель до завершения полных испытаний с нагревом и под давлением. При нагреве свыше 60 градусов полистиролы начинают усиленно разлагаться, выделяя яд. Для буферной емкости лучше использовать неплотную минеральную вату толщиной 5 см, ее изоляцию от жилого пространства сделать фольгированным вспененным полиэтиленом проклеенным скотчем.

 

Буферная емкость из еврокуба

Недорого можно приобрести б/у полиэтиленовые емкости на тонну воды, находящиеся в металлической решетке. Их допустимый предел нагревания — +70 градусов, — выше начинает проявляться текучесть материала. Но среди достоинств  – предельная дешевизна изготовления, можно все сделать своими руками без привлечения сварщика… Что из этого получается, смотрите видео.

чертежи, схема аккумулирующей емкость для отопления

В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

  • при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
  • накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;

Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.

Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.

Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

  • тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
  • время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Q = cmΔt

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

m = Q / c Δt, где:

  • Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
  • с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
  • Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1. 4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Рекомендации по изготовлению

Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.

Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.

В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.

Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.

Чем утеплить теплоаккумулятор

Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.

Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.

Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:

Статья в тему: Как сделать отопление в частном доме – подробное руководство

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Теплоаккумулятор своими руками — описание и изготовление!

Самостоятельное изготовление теплоаккумулятора под силу каждому человеку, имеющему навыки работы с элементарными слесарными и хозяйственными инструментами. Для сборки такого агрегата не придется покупать какие-либо дорогостоящие детали и материалы. Комплектующие для самой простой модели можно найти в гараже либо кладовой любого запасливого и хозяйственного человека.

Теплоаккумулятор

После изучения следующего руководства вы сможете самостоятельно изготовить теплоаккумулятор и подключить его к отопительной системе.

Устройство и особенности работы теплоаккумулятора

По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.

Схема подключения

Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:

  • в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;
  • верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;
  • циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.

Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом.

Цены на теплоаккумуляторы для систем отопления

Теплоаккумуляторы для систем отопления

Ключевые функции теплонакопителей

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

  • обеспечение пользователя горячей водой;
  • нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
  • повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
  • возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
  • накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т. д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

  • ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
  • более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.

Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бакаСхема установки

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.

Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:

  • бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
  • материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
  • клейкая лента;
  • медные трубки для изготовления змеевика;
  • бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.

Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.

Первый шаг

Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очищаем ее от различных загрязнений и зачищаем следы коррозии.

Теплоаккумулятор, общий видТеплоаккумулятор, патрубки. 1 — система отопления. 2 — верхний змеевик. 3 — нижний змеевик. 4 — охлаждение ТА. 5 — группа безопасности. 6 — магниевый анодТеплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 — термометры Wats. 2 — твердотопливный котел. 3 — термодатчики для контроллера солнечных систем

Второй шаг

Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.

Третий шаг

Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.

Четвертый шаг

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.

ТеплоаккумуляторЗмеевик — теплообменникТрубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезовПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаУтепление теплоаккумулятора

Пятый шаг

Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Шестой шаг

Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.

Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.

Важно! Бочку можно ставить только на плиту из бетона. Покупаем готовое изделие либо отливаем основание самостоятельно.

По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.

Использование теплоаккумулятора в разных системах обогрева

Схема ГВС

Теплоаккумуляторы эффективно показывают себя при использовании в самых разнообразных системах обогрева. При этом в каждом случае подобный накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.

Чаще всего тепловыми аккумуляторами комплектуются системы твердотопливного обогрева. Установка будет способствовать более экономичному расходу топлива и эффективному обогреву, а также предотвратит преждевременный износ отопительных радиаторов.

Не лишним будет тепловой аккумулятор и в системе электрического отопления, в особенности в регионах с двойным тарифом за электричество. Ночью, когда электроэнергия продается потребителю по более доступной стоимости, аккумулятор будет накапливать тепло. Днем же можно будет на некоторое время выключить котел и топить силами теплоаккумулятора.

Используются накопители и в многоконтурных отопительных системах. Благодаря ним обеспечивается распределение теплоносителя между контурами. Монтаж патрубков может быть выполнен на разной высоте, что позволит получать воду, нагретую до разной температуры.

Несколько слов о модернизации

Схема подключения

При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.

  1. Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
  2. Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
  3. Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
  4. Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
  5. Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.

Солнечный коллекторАбсорбер частично выгнут буквой UПрактически замкнут в кольцоОбщий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора

Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.

Удачной работы!

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

 

Теплоаккумулятор Jaspi (л) Время нагрева (час.) при мощности                
20 кВт 25 кВт 30 кВт 35 кВт 40 кВт 45 кВт 50 кВт 55 кВт 60 кВт
500
1000 2,3
1200 2,8 2,2
1500 3,5 2,8 2,3
1800 3,4 2,8 2,4 2,1
2000 3,1 2,7 2,3 2,1
2400 3,2 2,8 2,5 2,2 2,0
3000 3,5 3,1 2,8 2,5 2,3
3500 3,3 3,0 2,7
4000 3,4 3,1
4500 3,5

Теплоаккумулятор своими руками + Схемы и порядок установки

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.

Содержание статьи:

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

Принцип работы

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

Простой тепловой аккумулятор

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.

Как подключить

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

Итак, мы описали простой способ создания аккумулирующей ёмкости для отопления. В процессе самостоятельного изготовления такого агрегата возможны самостоятельные коррективы в описанной технологии.

Живу в Тюмени, работал инженером в строительной отрасли, но по велению души — писатель. Поэтому с удовольствием пишу на строительно-ремонтные темы.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Солнечные коллекторы своими руками

Разве вы не хотели бы обогревать свой дом бесплатной энергией солнца? Существуют простые, недорогие, самостоятельные солнечные проекты, которые могут снизить ваши счета за отопление.

Солнечная энергия может улавливаться самодельными солнечными коллекторами горячего воздуха и термосифонными панелями для обеспечения бесплатного тепла. Установки направляют нагретый солнцем воздух через окно или проем в стене в соседнюю комнату.

Если вы серьезно настроены сократить счета за отопление дома этой зимой, вам поможет один из этих недорогих домашних проектов:

Захват солнечного тепла

Постройте этот простой солнечный обогреватель, который висит за окном и посылает в комнату бесплатное солнечное тепло.

План здания для захвата солнечного тепла

Из этого подробного и крупномасштабного плана можно построить теплоотвод.

План строительства солнечного коллектора горячего воздуха

Этот коллектор горячего воздуха навесного типа поможет отапливать ваш дом зимой и предоставит место для хранения летом.

Солнечный коллектор горячей линии

Он похож на обычный плоский солнечный коллектор, но уникальность этой панели заключается в том, что она содержит специально изогнутый отражатель, который концентрирует падающий солнечный свет на клиновидной абсорбционной трубке.

Панели солнечного обогрева штормового окна

В этой статье подробно рассказывается, как использовать переработанные штормовые окна для создания солнечного коллектора горячего воздуха, который доставляет тепло в дом через вентиляционное отверстие, установленное в южной стене или окне.

Солнечная панель горячего воздуха

Постройте эту настенную воздушную панель с термосифонированием (TAP), чтобы обогревать комнату в вашем доме силой солнца.

Ультра-простой солнечный настенный обогреватель горячего воздуха

Это устройство сделано путем покрытия каркаса 9 на 14 футов из досок 1 на 6 дюймов прозрачным пластиком, установки панели на южной стене и установки верхних и нижних вентиляционных отверстий в доме.

Солнечный нагреватель горячего воздуха для банок из вторичного сырья

Алюминиевые банки, разрезанные пополам, используются для изготовления абсорбирующей пластины для этого солнечного коллектора горячего воздуха с двойным остеклением. Температура в коллекторе достигает более 200 градусов, а первоначальный блок снизил расходы на отопление церкви в Новой Англии более чем на 60 процентов.

Супер легкий, супер дешевый гофрированный солнечный коллектор горячего воздуха

Вы можете построить этот настенный коллектор горячего воздуха размером 8 на 12 футов из гофрированного стекловолокна, чтобы обогревать ваш дом.

Автоматический контроль коллектора

Гофрированный коллектор для горячих волос (вверху) будет более эффективным с этим автоматическим термостатом.

Недорогой солнечный коллектор горячего воздуха

Вы можете обогреть здание размером 30 на 40 футов с помощью этого настенного солнечного коллектора.


Первоначально опубликовано: февраль / март 2006 г.

DIY Солнечное отопление с теплоотводом — DIY

Этот супер-простой и сверхэффективный солнечный коллектор для отопления своими руками можно собрать всего за час!

Некоторые климатологи предсказывают, что предстоящая зима может быть более холодной, чем предыдущая.Но даже если этот прогноз сбудется, вам будет намного теплее в предстоящие осады с ясной, но отрицательной погодой, чем в холодную погоду января и февраля прошлого года, если в вашем доме или квартире есть одна или несколько незатененных южных сторон. лицом к окнам, и если вы оснастите эти окна устройством Heat Grabber. (См. Галерею изображений для планов Heat Grabber или щелкните здесь, чтобы просмотреть планы большего размера, которые вы можете заказать.)

Хотите верьте, хотите нет, но этот простой и эффективный солнечный коллектор для отопления своими руками в виде «оконной коробки» может быть изготовлен опытным домашним мастером всего за час (или менее чем за два часа среди нас, которые более неуклюжи) для удивительно низкая цена 32 $.18 (расшифровку материалов см. На следующей странице, цены с 1977 г.). И после постройки это прочное устройство должно прослужить долгие годы.

Секрет быстрой сборки и низкой стоимости Heat Grabber — это новая изоляционная плита из жесткого пенопласта производства Celotex. Эта плита, торговое название «Thermax TF-610», пропитана стекловолокном для прочности, облицована с обеих сторон тяжелой алюминиевой фольгой и доступна в толщинах от 3/8 дюймов до 1-7 / 8 дюймов. Celotex фактически продает этот материал как замену обшивке из прессованного волокна или «школьной доске», которая сейчас используется подрядчиками при строительстве домов с деревянным каркасом, и не рекомендует его для каких-либо других целей. MOTHER EARTH NEWS Исследователи , однако, провели тепловые и другие испытания изоляционной плиты и пришли к выводу, что она почти идеальна для использования в быстрых, простых и недорогих солнечных коллекторах, таких как Heat Grabber.

Да, у основного листа Thermax TF-610 есть небольшой недостаток. Его поверхность из алюминиевой фольги относительно легко может быть проколота любым, кто намеревается это сделать. Однако есть по крайней мере два решения этой проблемы: [1] Заменить Thermax-610 / .019, который представляет собой ту же пену, но покрыт с одной стороны гораздо более тяжелым слоем алюминия, на указанный здесь Thermax-610. , или [2] используйте Thermax-610, предусмотренный в наших планах, и защитите стороны и низ готового коллектора кожухом из обрезков древесины. Второй вариант будет дешевле, чем первый, но на самом деле ни один из вариантов действий не требуется, если только вы не живете в районе с высоким уровнем вандализма.

Идеальный угол для размещения солнечного коллектора, обращенного на юг (в Северном полушарии) или коллектора, обращенного на север (в Южном полушарии), — это ваша широта плюс 10 градусов. В сумме это составляет 45 градусов для офисов MOTHER EARTH NEWS North Carolina (которые расположены в 35 градусах к северу от экватора), и это угол, показанный на следующих планах.Пожалуйста, примите это во внимание при выполнении разрезов, указанных в шагах 3 и 6 на схемах в галерее изображений.

(Майами, например, расположен примерно в 25 градусах северной широты, что означает, что коллекторы должны быть расположены под углом 35 градусов к горизонту, что, в свою очередь, означает, что срезы 67,5 градусов, указанные в следующих планах, должны составлять 72,5 градуса. для Майами, сокращение должно быть 65,75 градуса для Вашингтона, округ Колумбия, 61,5 градуса для Сиэтла и 54,5 градуса для Анкориджа.Вы можете рассчитать конкретный угол для вашего собственного местоположения (вычтите вашу широту плюс 10 из 180 и разделите на два) или просто усредните его из приведенных здесь цифр. (Угол критический, но не , а критический.)

Помните, что все размеры, указанные на чертежах, предназначены для коллектора, специально предназначенного для установки окон в одном конкретном доме. Если ваши окна шире или не так широки, не стесняйтесь строить свои тепловые захваты соответственно. И не стоит излишне зацикливаться на том, чтобы удерживать верхнюю и нижнюю воздушные камеры в коллекторе точно такой же глубиной, как показано здесь.Вариант на полдюйма или больше вполне подойдет. На самом деле, очень трудно удержать этот маленький BTU-граббер от работы, если его проходы достаточно глубоки, чтобы воздух мог вообще циркулировать по ним.

Последнее предупреждение: хотя одинарное стекло, используемое для покрытия прототипа Heat Grabber, не более и не менее безопасно, чем одинарное стекло, которое в настоящее время используется в миллионах штормовых дверей и окон по всему континенту. Он может сломаться и, возможно, порезать вас или ребенка, если по какой-либо причине кто-то из вас в него упадет.Примите все меры, которые сочтете необходимыми, чтобы подобная авария никогда не произошла.


Как работает теплоотвод

Heat Grabber — это не что иное, как непромокаемый бокс, который изолирован снизу и по бокам и покрыт стеклом. Изолированный разделитель расположен внутри этого ящика и выдвинут своим верхом, образуя открытую «губу» на верхнем конце ящика. Эта кромка предназначена для зацепления за подоконник, чтобы само окно можно было плотно опустить на стекло, которое закрывает верхнюю часть устройства захвата тепла, оставляя основной корпус солнечного коллектора «прислоненным» к южной стороне дома на угол 45 градусов или лучше.(См. Иллюстрацию в галерее изображений — Как это работает.)

Управление устройством так же просто. Когда солнце светит, его лучи проходят через стекло в верхней части устройства захвата тепла, попадают на верхнюю поверхность перегородки (которая окрашена в черный цвет) и нагревают алюминиевую фольгу, покрывающую перегородку. По мере того как фольга нагревается, она, в свою очередь, нагревает воздух рядом с собой. И этот воздух, как и следовало ожидать, поднимается вверх по поверхности перегородки и начинает выливаться через отверстие в верхней части устройства захвата тепла.

Но, конечно, этот горячий воздух не может двигаться вверх по поверхности перегородки, если он не тянет холодный воздух вокруг ножки перегородки, чтобы занять свое место. Который втягивает еще больше холодного воздуха через нижнее отверстие в верхней части коллектора (единственное место, где холодный воздух может попасть в герметичный блок) и вниз под центральную перегородку.

Итак, у нас есть солнечный комнатный обогреватель с «конвективной петлей», который автоматически работает только на солнечной энергии. Всякий раз, когда светит солнце, этот умный маленький блок (который, насколько мы можем судить, кажется старым дизайном Стива Бэра, модифицированным Уильямом А. Шурклиффа и дополнительно уточненных некоторыми из сотрудников MOTHER EARTH NEWS) просто сидит и радостно нагнетает в дом тысячи БТЕ тепла. А когда солнце перестанет светить? Воздух в ящике охлаждается и пытается опуститься к подошве коллектора, что «отключает» весь конвективный контур. (Другими словами, Heat Grabber будет извергать тепло в комнату, когда светит солнце, но он не будет отводить тепло из комнаты, когда солнце не светит.)


Инструменты для сборки устройства захвата тепла

Thermax настолько прост в эксплуатации, что вам не понадобятся пилы, молотки или другие «обычные» столярные инструменты для создания этого солнечного коллектора.На самом деле, Heat Grabber был сконструирован с использованием немногим больше, чем транспортир, рулетка, кисть и два маленьких ножа «мы сами их сделали». (См. Иллюстрацию в галерее изображений — Инструменты.)

Эти ножи представляют собой не что иное, как блоки из твердой древесины размером 1 дюйм на 2-1 / 2 дюйма, вырезанные для удобного размещения в руке. Затем куски дерева были прорезаны и закреплены болтами 10-32 и барашковыми гайками для захвата лезвий универсального ножа Stanley 1992-5 либо под углом 45 градусов (для разрезов V), либо под углом 90 градусов (квадратные разрезы) к блокам. лица.

Все разрезы на Thermax, используемом в коллекторе, были сделаны прямыми и точными путем скольжения одного или другого из двух ножей по доске или другой линейке, которая была прикреплена к жестким листам пенопласта. Для V-образных разрезов лезвие ножа под углом 45 градусов было настроено так, чтобы разрезать только примерно на 1/32 дюйма алюминиевой облицовки на «дальней» стороне листа (не полностью через облицовку или пенопласт. Так как толщина пены немного различается, эта настройка (по большей части) не позволяла лезвию резать слишком глубоко.Два таких разреза (с переустановкой линейки между ними), конечно, были необходимы для завершения каждой буквы «V».

А если не хотите делать V-образные разрезы и складывать коробку солнечного коллектора? Затем просто соберите свой «тепловой захват» из отдельных частей Thermax, сделанных с надрезом под прямым углом; снимите алюминиевую пленку со стыковой поверхности каждого стыка; и склеиваем секции — пену с пеной — вместе.


Материалы для захвата тепла

Кол-во Материал Стоимость нашей единицы Стоимость использованных материалов
1 л. 1 дюйм на 4 фута 8 футов Celeotex Thermax TF-610 10 долларов США.75 $ 10,75
1/2 листа + 3/4 дюйма на 4 фута 8 футов Celotex Thermax TF-610 8,85 4,60
1 трубка Клей для панелей Liquid Nails 1,00 1,00
1/2 трубки силиконовый герметик 3.50 1,75
16 Гвозди отделочные № 8 (накатанные) 0,00 0,00
3 штуки стеклорез одинарной прочности t fit (заказ «все включено») 10,49
1/4 рулона изолента цельнометаллическая из алюминиевой фольги 4.00 1,00
1 кварт Краска черная плоская Rustoleum 2,59 2,59

Общая стоимость материалов, использованных при строительстве оконного коллектора: 32,18 $

Размер коллекционера: 12,6 квадратных футов

Стоимость квадратного фута: 2,56 доллара США

Примечание: Все материалы были приобретены в розницу в местных торговых точках в Хендерсонвилле, Северная Каролина (1977).Ожидайте незначительных различий в ценах, указанных выше в вашем регионе, из-за различий в стоимости перевозки, политике дилеров и т. Д. Thermax TF-610, например, производится в Тампе, Флорида, и чем дальше вы живете от Флориды, тем больше у вас Дилер, вероятно, оплатит поставку панелей. Однако Celotex открывает несколько новых заводов по производству Thermaz по всей стране, и эта особая разница в ценах скоро исчезнет.


Первоначально опубликовано: сентябрь / октябрь 1977 г.

Как работают тепловые батареи?

Что такое тепловая батарея?

Любую тепловую массу по определению можно назвать тепловой батареей, поскольку она способна накапливать тепло.В контексте дома это означает плотные материалы, такие как кирпич, кладка и бетон. Даже кувшин с водой, стоящий в солнечном окне, является своего рода тепловой батареей, поскольку он улавливает, а затем выделяет тепло от солнца.

Хорошо изолированный бетонный пол также действует как тепловая батарея; после того, как вы накачаете его полным теплом, он долго остынет (в зависимости от толщины), и в течение этого времени он регулирует внутреннюю температуру.

Одно из практических применений для получения максимальной отдачи от излучающего бетонного пола, поскольку тепловая батарея может быть в областях с колеблющимися затратами на электроэнергию — вы можете настроить пол на таймер, чтобы он работал только в часы с низким тарифом (с 19:00 до 7:00 в Онтарио Например).В течение двенадцати часов, когда он выключен, он действует как аккумулятор, медленно выделяя накопленное тепло, поэтому вам не придется платить по более высоким тарифам в часы пик.

MIT Solar House через Викимедиа

По мере того, как вы переходите в зону активных систем аккумулирования тепла, одним из наиболее распространенных типов тепловых батарей (хотя их не так много) является огромный резервуар для воды, закопанный в землю, который нагревается. солнечными тепловыми панелями.

Даже этот тип системы не нов, первый дом в Соединенных Штатах с активной системой солнечного отопления был построен в 1939 году в кампусе Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) на вершине огромного резервуара с водой, который нагревается. тепловыми солнечными панелями.

Тепловая батарея MIT Solar House через Викимедиа

Что такое тепловые батареи с фазовым переходом?

Использование «фазового перехода» немного поднимает планку — оставайтесь со мной, это будет весело, обещаю 🙂

Требуется значительный вклад энергии, чтобы заставить материал превратиться из твердого в жидкое. Эта энергия позже высвобождается, когда материал снова затвердевает. Пока происходят эти преобразования и материал либо поглощает, либо выделяет энергию, температура остается постоянной.После завершения фазового перехода материал снова начнет изменять температуру.

Так что это означает в реальном выражении? Это означает, что для того, чтобы растопить воду, воск, металл, камень или что-то еще, вам нужно дать ему тонну энергии. но при этом температура не меняется. Таким образом, ваша «батарея» имеет больше энергии, и вы можете хранить больше тепла в том же объеме пространства.

Трудно воспользоваться температурой плавления 0 ° Цельсия, но воск плавится при температуре около 37 ° Цельсия (в зависимости от его точного химического состава), что идеально подходит для сбора и хранения тепла от солнечных тепловых коллекторов.

Как построить тепловую батарею:

Если у вас есть солнечная панель, собирающая тепло (непосредственно нагревающая воздух или жидкость, а не генерирующая энергию с помощью фотоэлектрических элементов), вы можете использовать ее для зарядки своей тепловой батареи. Представьте себе это — большой резервуар с воском (или водой), который нагревается нагревательными змеевиками солнечного коллектора. Через этот же резервуар проходит другой змеевик, который отбирает тепло, чтобы перекачивать его через ваш лучистый пол или любую другую систему распределения тепла, которая у вас есть.

Удельная теплоемкость:

Если вы возьмете твердый парафин (теплоемкость Cp = 2,5 кДж / кг · K и теплота плавления 210 кДж / кг), скажем, 1 кг, при комнатной температуре вам потребуется 2,5 кДж (килоджоулей) тепла, чтобы Блок 1 кг выдерживает температуру от 20 ° C до 21 ° C. Чтобы температура повысилась с 21 ° C до 22 ° C, вам также потребуется 2,5 кДж (то есть такое же количество энергии).

Парафин плавится примерно при 37 ° C. Если она упадет до 36 ° C, вам снова потребуется всего 2,5 кДж, чтобы вернуть ее к 37 ° C, но вам потребуется 210 кДж (в 84 раза больше), чтобы перейти с 37 до 38 ° C.

Это связано с тем, что для того, чтобы расплавиться, необходимо разорвать некоторые химические связи в твердой решетке, а этот процесс требует дополнительной энергии. Итак, в целом, если килограмм парафина лежит при температуре 20 ° C, вам потребуется 252,5 кДж, чтобы довести его до 38 ° C.

Бетон является одним из наиболее распространенных строительных материалов с высокой теплотворной способностью. В отличие от парафина, 1 кг бетона (Cp = 0,88 кДж / кг · K) потребует 15,8 кДж, чтобы сделать то же самое. Для воды (Cp = 4,18 кДж / кг · K) необходимое количество энергии составит 75.2 кДж.

Количество вложенной энергии — это количество энергии, хранящейся в материале, поскольку эта энергия позже будет высвобождаться, когда материал снова остынет до 20 ° C или комнатной температуры. Хотя существует множество материалов, которые можно использовать для аккумулирования тепла, это всего лишь краткое сравнение некоторых из наиболее широко доступных.

Итак, парафин может сохранять в 16 раз больше тепла на килограмм, чем бетон, и в 3,4 раза больше, чем вода. Таким образом, хотя вода может быть не лучшим материалом для хранения тепла, она, безусловно, является наиболее доступной по цене и легкодоступной.

Значение Cp, указанное в тексте выше, относится к теплоемкости материалов.

q = м Cp ΔT

где:

q = энергия [Дж]

m = масса материала [кг]

Cp = теплоемкость материала [кДж / (кг · K)]

ΔT = разница температур [K или ° C]

Подробнее о проектировании дома на пассивных солнечных батареях можно узнать здесь

Схема тепловой батареи предоставлена ​​компанией Alternative-Photonics. com /

Диаграммы тепловых батарей любезно предоставлены компанией Alternative Photonics.

Накопление солнечной энергии для дома, фермы и малого бизнеса: предложения по выбору и использованию материалов и устройств для аккумулирования тепла

AE-89


AE-89

Университет Пердью

Служба расширения сотрудничества

West Lafayette, IN 47907





Стив Экхофф и Мартин Окос

Кафедра сельскохозяйственной инженерии
Университет Пердью


Содержание

Введение

Типы материалов, используемых для хранения солнечного тепла

Преимущества и недостатки различных материалов для хранения

Как материалы с фазовым переходом работают в солнечном аккумуляторе

Размер и тип горных пород, наиболее подходящих для хранения тепла

Тип используемого теплоносителя

Определение размера вашего складского помещения

Расположение вашего хранилища

Важность конфигурации хранилища (форма)

Уменьшение необходимого объема хранения

Предложения при покупке коммерческого накопителя тепла

Связанные публикации

 

Никому не нужно определять для рядового гражданина термин «энергия».
хруст ».Наши ежемесячные счета за топливо и коммунальные услуги — постоянное напоминание о том, что
стоимость уровня жизни Америки. А «эксперты» предупреждают, что
кризис здесь, чтобы остаться.

Из альтернатив традиционным формам энергии одна
получение самого серьезного внимания — по крайней мере, для дома, фермы и небольшого
Потребности бизнеса в отоплении — это солнечная энергия. Сегодня много новых домов
проектируются и строятся для размещения солнечного отопления
системы. Различные типы переносных коллекторов и солнечного отопления
пакеты конверсии легко доступны на розничном рынке.

К сожалению, слишком многие перспективные пользователи солнечной энергии тоже
мало информации о некоторых аспектах строительства или преобразования
к солнечной системе отопления. Одна область неадекватной или дезинформации в
особенным (и дорогостоящим из-за того, что допускаются ошибки) является хранение
собранная энергия. Таким образом, цель данной публикации —
ответить на несколько основных вопросов о правильном выборе и использовании
устройства хранения тепла.

В публикацию включены обсуждения различных аккумуляторов тепла.
материалы и средства массовой информации, и как выбрать «правильный»; размер,
расположение и форма запоминающего устройства; и предложения по покупкам
для такого устройства.Включены два рабочих листа (с примерами) — один для
определение того, сколько тепла вам может понадобиться, а другой
для того, чтобы узнать, насколько вы сможете сократить расходы за счет правильного
изоляция. Перечисленные в конце этой публикации доступны Purdue Extension
публикации, которые касаются связанных аспектов солнечного отопления и
энергосбережение.

Какие материалы используются для хранения солнечного тепла и есть ли «лучший»
один?

Ряд материалов будет работать в качестве носителей информации дома, на ферме или
системы солнечного отопления для малого бизнеса; но только три обычно
рекомендуется в это время — камень, вода (или водно-антифризные смеси)
и химическое вещество с фазовым переходом, называемое глауберовской солью.Это
материалы, наиболее последовательно соответствующие критериям выбора
носитель информации, а именно способность (1) передавать тепло своему
точки нанесения при желаемой температуре, и (2) сделать это
дешево, исходя не столько из стоимости материала, сколько из стоимости самого
общая система и ее обслуживание.

Таким образом, не существует одного «лучшего» теплоаккумулирующего материала; а скорее каждый
из трех имеет характеристики, которые могут сделать его наиболее желанным
при определенных условиях.

Каковы преимущества и недостатки каждого материала для хранения, и
при каких условиях его можно будет использовать?

Скалы

В качестве материала для хранения камни дешевы и легко доступны, имеют
хорошие характеристики теплопередачи с воздухом (теплоносителем) при
низкие скорости и действуют как собственный теплообменник. Основной
недостатками являются их высокое соотношение объема на единицу хранения по сравнению с
вода и материалы с фазовым переходом (что означает больший запас тепла
области), а также трудности с конденсацией воды и микробиологическим
активность.Если точка росы поступающего в хранилище воздуха
выше температуры породы, влага в воздухе конденсируется на
камни. Влага и тепло в горном дне могут привести к возникновению микробов.
рост.

Каменное хранилище — самая надежная из трех систем хранения.
из-за своей простоты. После того, как система установлена, обслуживание
минимален, и некоторые вещи могут снизить производительность хранилища.

Воздушные солнечные коллекторы обычно используются с каменными хранилищами.
устройств.Поскольку воздухосборники дешевле и не требуют обслуживания
чем жидкостные коллекторы, система, использующая каменное хранение
коллекторы кажется наиболее логичным вариантом для отопления жилых домов. Тем не мение,
другие обстоятельства, такие как наличие дешевых материалов, ограниченное
коллектор или место для хранения или несовместимость с существующим
система отопления, может диктовать использование воды или фазового перехода
устройство хранения материала. Помните, однако, что окончательный
решающим фактором должны быть начальные затраты и затраты на обслуживание
система.

Обсуждается тип и размер горных пород, которые лучше всего хранят тепло.
потом.

Вода

Вода в качестве материала для хранения имеет преимущества в том, что она недорогая.
и легко доступны, имеют отличную теплопередачу
характеристики и совместимость с существующей горячей водой
системы. К его основным недостаткам можно отнести трудности с системой.
коррозия и утечки, а также более дорогие строительные расходы.

Благодаря хорошему соотношению теплоемкости к объему (в пять раз
больше, чем скала) и большая эффективность жидкостных солнечных коллекторов,
Системы сбора и хранения жидкостей могут быть очень практичными: (1) где
доступно тщательное техническое обслуживание (например, в многоквартирных домах или
промышленных зданий), (2) где конечным использованием является горячая вода (например,
как в молочном сарае или на предприятии пищевой промышленности), или (3) где
система хранения воды может быть напрямую соединена с существующим отоплением
система как в жилом доме с горячей водой плинтусом.

Вместо камня можно также рассмотреть систему хранения воды.
хранение в ситуациях, когда пространство ограничено. Резервуар для воды может
легко закапывать под землю для экономии места.

Материалы с фазовым переходом (PCM)

Глауберова соль вещества с фазовым переходом из-за низкого содержания
объема на каждую хранимую БТЕ, требует только 1/8 пространства камней и 2/5
пространство воды для сопоставимого хранения тепла (см. рисунок 1).Это также
поглощает и отдает большую часть тепла при постоянном
температура. Недостатки глауберовской соли, по крайней мере, на данный момент,
его стоимость относительно камня и воды, а также различные технические
проблемы (например, проблемы с упаковкой из-за плохой термической
проводимость и ее коррозионный характер). Такие проблемы нужно
устраняется до того, как можно будет гарантировать надежность PCM.

Рисунок 1. Сравнительные объемы для того же количества аккумуляторов тепла.
с использованием трех разных материалов для хранения.

Материалы с фазовым переходом обычно используются в ситуациях, когда
существуют ограничения по пространству. Часто стоимость дополнительного места в
новый дом для каменного хранилища будет больше, чем добавленная стоимость
о покупке ПКМ, такого как глауберова соль. Эти материалы также
очень желательно, если ставка делается на поддержание постоянного
температура. Жилые помещения, отапливаемые PCM, часто более комфортны,
так как температура воздуха в хранилище более равномерная, пока
разрядка.

Как материалы с фазовым переходом работают в солнечном аккумуляторе?

PCM — это химические вещества, которые претерпевают твердое-жидкое
переход при температурах в пределах желаемого диапазона нагрева
целей. В процессе перехода материал поглощает энергию
поскольку он переходит из твердого состояния в жидкость и высвобождает энергию по мере продвижения
обратно в твердое состояние. Что делает PCM желательным для хранения тепла, так это его
способность удерживать одновременно очень разное количество энергии
температура.

Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим фазовые изменения, которые происходят с водой. Если
вода помещается в морозильную камеру, тепло отводится из нее
хладагент, пока он не станет льдом. Если затем поместить лед в
жидкость при комнатной температуре, она тает, поскольку поглощает энергию из этого
окружающая жидкость. Количество поглощаемого тепла составляет около 143 БТЕ на
фунт, что означает, что фунт льда может охладить фунт воды от
От 175 ° F до 32 ° F, в то время как само по себе только меняет форму (т.е.е.,
от льда при 32 ° до воды при 32 °).

В настоящее время изучаются потенциальные теплоаккумулирующие материалы на
минимум дюжина химических соединений, которые изменяют фазу при температуре
в пределах полезного диапазона для отопления помещений. Однако на данный момент
продается только глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)
коммерчески. Соль Глаубера меняет фазы при 90 ° F и имеет
108 БТЕ на фунт «скрытого тепла» (количество поглощенного или выделенного тепла
во время смены фазы).Из-за высокой скрытой теплоты глауберова соль
требует меньшего объема хранения, чем камень или вода; что могло
означает более низкую стоимость складских помещений и больше полезного пространства в доме
чтобы компенсировать относительно высокую стоимость материала.

У ПКМ есть некоторые химические свойства, которые могут вызывать проблемы при нагревании.
хранение и передача; но большинство из них преодолены или преодолеваются. Один
что PCM имеют тенденцию к переохлаждению при отводе тепла. Это означает, что,
вместо того, чтобы отдавать скрытую теплоту при температуре фазового перехода,
соль PCM может оставаться жидкостью, пока не упадет, возможно, до 15-30 °
ниже этой температуры.Для борьбы с этим сверхохлаждением »по Глауберу
соль, около 3 процентов химического вещества, декагидрат тетрабората натрия,
добавляется, чтобы вызвать фазовый переход при надлежащей температуре.

Еще одна проблема с солевыми ПКМ — это неконгруэнтное плавление,
что происходит, когда соль частично нерастворима в воде
кристаллизация. В случае глауберовской соли при ее плавлении
температуре около 15 процентов сульфата натрия остается в
нерастворимая безводная форма.Вдвое плотнее насыщенного
раствор, безводный осаждается и не перекристаллизовывается при
тепло отводится. Чтобы предотвратить это, используется загуститель, чтобы сохранить
водный раствор в суспензии, пока он не превратится в кристалл
структура при отводе тепла.

Способность аккумулировать тепло снизится со 108 примерно до 60 БТЕ на
фунт по мере оседания безводного. В настоящее время лучшее загущение
Используемый агент — аттапульгитовая глина, которая при добавлении к глауберовской
соль в количестве 7-10 процентов, препятствует оседанию
безводный и не разлагается со временем.

Примечание : Остерегайтесь смесей, содержащих целлюлозу, крахмал, опилки,
силикагель, диоксид кремния и т. д. Эти типы загустителей хорошо подходят для
некоторое время, но в конечном итоге либо гидролизуются солью, либо
разлагается бактериями и становится неэффективным. Имея дело с
уважаемая компания должна устранить некоторые из этих опасений. Не позволяйте
продавец продаст вам «секретный» загуститель; если бы это было хорошо
он был бы запатентован, и не было бы необходимости в секретах.)

Если в качестве материала для хранения используется камень, какой размер и тип лучше всего подойдут?

Хотя размер выбранной породы будет определяться в первую очередь
стоимость, как правило, чем больше размер, тем лучше для хранения
целей. Основная причина в том, что требуется меньше энергии, чтобы заставить
теплопередача воздуха через большие камни, чем через маленькие. Горные породы
менее дюйма в диаметре обычно слишком малы; тогда как еще
более 4-6 дюймов в диаметре слишком велики из-за недостаточного
площадь поверхности теплопередачи.

Собирая камень для хранения, ищите округлое поле.
камни диаметром от 4 до 6 дюймов. При коммерческой покупке у
каменный карьер, самый крупный из имеющихся, вероятно, «септический»
гравий », диаметр которого составляет 1–3 дюйма. Но не переусердствуйте.
озабочен размером; соглашайтесь на 2-дюймовый септический гравий, если у вас есть
платить больше за камень большего размера. Если есть, старый кирпич дома
хороший материал для хранения при штабелировании для обеспечения циркуляции воздуха.

Вероятно, более важным, чем размер камня, является его однородность. Если
слишком много вариаций, более мелкие камни заполнят пустоты
между более крупными камнями, тем самым увеличивая мощность воздуходувки
требование. Кроме того, избегайте камней, которые имеют тенденцию к масштабированию и
чешуйки, например известняк. Образовавшаяся «пыль» улавливается
теплопередающий воздух и либо забивает фильтры печи, либо, если
печь обходится, выдувается прямо в зону нагрева.

Поскольку воздух необходимо продувать через каменное дно, необходимо
знать необходимое количество энергии. В общем, чем быстрее поток воздуха
и / или чем меньше размер камня, тем больше потребляемая мощность.

Например, скорость воздуха 50 футов в минуту через
10-футовый слой 1-дюймовой породы имеет перепад давления около 1 дюйма.
вода (статическое давление). Снижение скорости до 30 футов в минуту
сократит падение давления до 1/2 дюйма водяного столба.Падение давления
по всей системе (т. е. коллектор, платформа для хранения и воздуховоды)
должно быть не более 3-4 дюймов водяного столба (статическое давление).

Перед заполнением хранилища рассмотрите возможность мойки или проверки.
из «штрафов», которые в противном случае могли бы заполнить пустоты. Каменное хранилище
должен позволять отвод скопившейся влаги. Также,
рассмотреть способы предотвращения роста плесени и бактерий, одним из которых является
поддержание высокой температуры хранения даже в периоды малой нагрузки.

Какой тип теплоносителя мне следует использовать?

Средствами переноса, наиболее часто используемыми в солнечных системах отопления, являются:
воздушные, водяные и водо-антифризные смеси. Какой из них вам следует использовать
вполне может быть продиктовано типом выбранного материала для хранения. Для
Например, для хранения горных пород в качестве среды передачи требуется воздух; вода или
хранилища воды-антифриза используют ту же жидкость для передачи тепла;
PCM хранилище. с другой стороны, использовал бы воздух или жидкость,
в зависимости от типа теплообменника.

Многие из первых домов, построенных на солнечной энергии, использовали водные коллекторы.
с накоплением воды из-за преимуществ повышенной эффективности
и уменьшенного размера. Однако в настоящее время солнечные системы отопления, использующие
воздух в качестве средства переноса рекомендуется для домашнего использования. Один
причина — меньшая вероятность повреждения; неисправная система передачи воздуха
почти не вызовет проблем, связанных с протекающей или замерзшей водой.
система будет. Кроме того, воздуховоды и воздуховоды обычно дешевле и
требуют меньшего обслуживания.До более надежной и «отказоустойчивой» жидкости.
системы разработаны, воздух, вероятно, по-прежнему будет рекомендован
теплоноситель для домашнего солнечного отопления.

Насколько большим должен быть мой солнечный накопитель тепла?

Необходимый объем хранилища зависит от четырех факторов: (1) нагрев
потребность в обогреваемой площади, (2) дня резерва хранения
желаемый, (3) температурный диапазон, в котором сохраняется тепло, и (4)
тип используемого материала для хранения.Ниже приводится краткое обсуждение каждого
коэффициент и рабочий лист I (с примером) для расчета необходимого тепла
емкость хранилища с использованием различных материалов для хранения.

Потребность в обогреве — это количество тепла, необходимое для поддержания желаемого
температура в доме или другом здании. Это равно сумме
тепла, которое конструкция теряет в окружающую среду через стены
и кровля за счет теплопроводности и конвекции. Эта потеря тепла может быть
оценивается по простым уравнениям, найденным в большинстве тепловых
переводные книги
(см. Связанные публикации на стр. 9) или часто газ и
Представители теплотехнической компании примут такие решения, как
служба.

Запас хранения — это количество тепла, необходимое, если энергия не может быть
собираются в течение заданного количества дней. Хотя и весьма изменчивый,
сумма резерва, обычно планируемая для солнечного отопления дома при
настоящее время от 3 до 5 дней.

Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло — разница
между максимальной температурой полки для хранения при заполнении и
минимальная температура, которой должен быть теплоноситель
обогрев.В домах, отапливаемых солнечными батареями, максимальная температура «кровати», скорее всего, будет ниже.
быть 130-150 ° F, в зависимости от используемого коллектора; тогда как минимум
температура передачи составляет около 75-80 ° F, если предположить, что желаемая комната
температура 70 ° F. Таким образом. хороший показатель «температурный диапазон» до
использование в расчетах объема хранилища будет 50 ° F (130 ° —
80 °) (Имеется тенденция к максимально возможному сохранению тепла.
температура для минимизации размера хранилища; но как
температура от коллектора повышается, КПД падает).

Теплоаккумуляторы отличаются определенными характеристиками, которые также
необходимо учитывать при определении емкости хранилища. В таблице 1 перечислены
насыпная плотность, удельная теплоемкость (теплоемкость) и скрытая теплота
три распространенных материала для хранения солнечного тепла — камень, вода и глауберовский
соль. На рисунке 1 показан сравнительный объем каждого материала для
такое же количество аккумулированного тепла, на основе примера на Рабочем листе I.

Таблица 1.Характеристики хранения тепла трех обычных солнечных источников тепла
Материалы для хранения.

  Накопитель Объемная плотность Удельная теплоемкость Скрытая теплота 
-------------------------------------------------- --------------------------
Камень 100 фунтов / куб.  Фут. 0,2 БТЕ / фунт ° F ---------------

Вода 62,4 фунта / куб. Фут. 1 БТЕ / фунт ° F ---------------

Глауберова соль 56 фунтов / куб. Фут. 0,5 БТЕ / фунт.° F 108 БТЕ / фунт. при 90 ° F
(фазовый переход (включая нагрев ниже 90 ° F
температура, 90 ° F) теплообменник) 0,8 БТЕ / фунт ° F
                                         выше 90 ° F
-------------------------------------------------- ---------------------------
 

Рабочий лист 1. Расчет необходимого объема накопления солнечного тепла

Пример: предположим, что вашему дому требуется отопление (расчетное количество тепла
потери) 15000 БТЕ в час, и вы хотите, чтобы ваша солнечная система отопления
иметь 3-дневный резерв хранения.Каким будет ваше необходимое хранилище
емкость с использованием камня, воды или глауберовской соли в качестве материала для хранения?

                                                                                       Наш Ваш
                      Ситуация с позициями и расчетами


1. Требуемый объем при использовании ROCK в качестве носителя.

   а. Потребность в отоплении здания: Расчетные потери тепла (см. Обсуждение выше).= 15 000 БТЕ / час ___________

   б. Часов в день: 24. = 24 часа в сутки ___________

   c. Желаемый резерв хранения: в среднем 3-5 дней (см. Обсуждение выше). = 3 дня ___________

   d. Общее необходимое тепло: Шаг 1.a (15000 БТЕ / час) x Шаг 1.b (24 часа / день) x Шаг 1.c
      (3 дня). = 1 080 000 БТЕ ___________

   е.Объемная плотность материала для хранения: Из Таблицы 1. = 100 фунтов / куб.фут ___________

   f. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из таблицы 1. = 0,2 БТЕ / фунт ° F ___________

   грамм. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: в среднем 50-75 ° F (см.
      обсуждение выше). = 50 ° F -----------

   час Нагрев на кубический фут материала для хранения: Шаг 1.e (100 фунтов / куб.фут) x Шаг 1.f.
      (0,2 БТЕ / фунт ° F) x Шаг 1.g (50 ° F). = 1000 БТЕ / куб.  Фут ___________

   я. Требуемый объем хранилища с использованием камня: Шаг 1.d (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 1.h
      (1000 БТЕ / куб. Фут). = 1080 куб. Футов ____________

2. Требуемый объем при использовании ВОДЫ в качестве носителя.

   а. Общее необходимое количество тепла: то же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 куб. Футов ___________

   б. Объемная плотность материала для хранения: из таблицы 1.= 62,4 фунта / куб. Фут ___________

   c. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из Таблицы 1. = 1 БТЕ / фунт ° F ___________

   d. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: То же, что и в шаге 1.g. = 50 ° F ___________

   е. Тепло на куб. футов материала для хранения: Шаг 2.b (62,4 фунта / куб. фут) x Шаг 2.c
(1 БТЕ / фунт ° F) x Шаг 2.d (50 ° F). = 3120 БТЕ / куб. Фут __________

   f. Требуемый объем хранения с использованием воды: Шаг 2.a (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 2. e
      (3120 БТЕ / куб. Фут.). = 346 куб. Футов ___________

3. Требуемый объем при использовании СОЛИ ГЛАУБЕРА в качестве носителя информации.

   а. Общее необходимое количество тепла: то же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 БТЕ ___________

   б. Объемная плотность материала для хранения: Из Таблицы 1. = 56 фунтов / куб.фут ___________

   c Скрытая теплота аккумулирующего материала: из таблицы 1.= 108 БТЕ / фунт ___________

   d. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из таблицы 1.

                            * Температура выше фазового перехода = 0,8 БТЕ / фунт ° F ___________
                            ** Температура ниже фазового перехода = 0,5 БТЕ / фунт ° F ___________

   е. Разница температур между фазовым переходом (90 ° F) и хранением
      максимум (130 ° F) и минимум (80 ° F): см. обсуждение температурного диапазона
      над.* Разница температур выше фазового перехода = 40 ° F ___________
                                    ** Разница температур ниже фазового перехода = 10 ° F ___________

  f. Нагрев на фунт материала для хранения: Шаг 3. c + (Шаг 3.d * x Шаг 3.e *) + (Шаг 3.d **
     x Шаг 3.e **). Пример: 108 БТЕ / фунт. + (0,8 БТЕ / фунт ° F x 40 ° F) + (0,5 БТЕ / фунт ° F x
     10F) = 108 БТЕ / фунт.+ 32 БТЕ / фунт. + 5 БТЕ / фунт. = 145 БТЕ / фунт ___________

  грамм. Нагрев на куб. футов материала для хранения: Шаг 3.b (56 фунтов / куб. фут) x
     Шаг 3.f (145 БТЕ / фунт). = 8120 БТЕ / куб. Фут ___________

  час Требуемый объем хранения при использовании глауберовской соли: Шаг 3.a (1080 000 БТЕ) ÷
     Шаг 3.g (8120 БТЕ / куб. Фут.). = 133 куб. Футов ___________

 

Где должен быть мой солнечный накопитель тепла?

Как правило, для отопления жилых помещений
содержится в самом доме.Так как это тяжело. лучшие
расположение в подвале или на нижнем уровне — и на бетоне. нет
деревянные опорные элементы. Внутреннее хранилище должно иметь
некоторая изоляция, особенно если хранилище заряжается во время
лето. Тем не менее, это не обязательно должно быть так сильно изолировано, как на открытом воздухе.
хранение, так как тепловые потери идут непосредственно на отопление дома.

Хранилище также может быть расположено снаружи дома либо в
на земле или в неотапливаемом здании.при условии, что он хорошо изолирован. Сухой,
хорошо дренированная почва действует как подходящая изоляция в хранилище
похоронен снаружи; подземное хранилище также обеспечивает более удобную жизнь
место в доме.

Важна ли форма теплонакопителя?

Важность конфигурации хранилища зависит от
используемый материал для хранения. Хранилища жидкостей обычно хранятся в
одиночный большой танк. Использование нескольких резервуаров меньшего размера позволит
максимизация температуры в меньшем объеме, вместо того, чтобы
нагрейте весь объем одной емкости.Однако из-за стоимости
нескольких резервуаров и связанных с ними проблем с клапанами, а также потому, что
значительная вертикальная температурная стратификация в воде
бак, рекомендуемая процедура — использовать один бак и взлетать.
вода вверху, где она наиболее теплая.

Эффективность склада очень зависит от
конфигурация. Основная проблема при проектировании хранилища горных пород
заключается в минимизации падения давления в воздушном потоке через хранилище.В
как правило, чем короче расстояние, которое должен пройти воздух, и тем ниже
расход воздуха, тем меньше будет перепад давления.

Минимальная длина, необходимая для адекватной теплопередачи внутри
накопление зависит от расхода воздуха, коэффициента теплопередачи воздуха к
рок, и площадь поперечного сечения. В нормальных условиях эксплуатации
эта минимальная длина довольно мала. Следовательно, чем короче
хранилище может быть (в пределах разумного), чем ниже эксплуатационные
Стоимость.Как правило, скорость воздушного потока 20-30 футов в минуту невысока.
желательно. Площадь хранения можно приблизительно определить, разделив
общий расход воздуха из коллектора (в кубических расходах в минуту) от
скорость (в футах в минуту).

Хотя воздух можно продувать через пласт в горизонтальном направлении,
эффективная система предназначена для вертикального воздушного потока. Горячий воздух
из коллектора выдувается сверху, а холодный воздух возвращается обратно
к коллектору снизу.Когда требуется тепло для нагрева
в комнате воздушный поток меняется на противоположный.

Может ли дополнительная изоляция уменьшить требуемый объем хранения (и стоимость)?

Поскольку потребность здания в отоплении определяет количество солнечной
тепло, которое необходимо собирать и хранить, снижение этого требования приведет к
также уменьшите площадь коллектора и емкость хранилища
нужный. Обычно самый дешевый способ уменьшить теплопотери — это
правильная изоляция. Фактически, деньги, сэкономленные за счет меньшего объема хранилища
площадь, складские материалы и площадь коллектора часто больше, чем окупается
дополнительная изоляция.

Насколько добавление изоляции может снизить стоимость
система солнечного отопления зависит от ряда факторов, таких как
структурная прочность здания, существующий уровень теплоизоляции, тепло
материал для хранения и т. д. Но можно сэкономить
важно, как показывает пример на Рабочем листе II. Используйте рабочий лист
для определения требований к отоплению и последующему сбору-хранению
объем системы и стоимость при текущем уровне изоляции, а затем
на «должных» уровнях.Как правило, хранилище следует изолировать от
значение R-11, если в отапливаемой зоне, и R-30, если в неотапливаемой зоне.
область.

На что следует обращать внимание или о чем спрашивать при покупке коммерческого отопления
устройство хранения?

Если прогнозируемый строительный «бум», связанный с солнечной энергией, действительно
становится реальностью, наверняка возникнут какие-то однодневки
компании, которые попытаются воспользоваться «невежеством потребителей»
относительно систем хранения солнечного тепла и материалов.Защищать
себя из этих фирм, а также иметь основу для мудрых
варианты, следуйте этой предложенной процедуре:

    1. Остерегайтесь систем «черного ящика». Знайте, что в системе и как
    он действует.
    2. Если вы не знакомы с компанией, проверьте ее через Better
    Бизнес-бюро или аналогичная организация.
    3. Свяжитесь с кем-нибудь, у кого уже есть один из
    устройства хранения данных; они могут многое рассказать вам о типе выступления
    ожидать.Будьте очень осторожны, если продавец не может или не даст вам
    клиенты, с которыми нужно связаться.
    4. Получите письменные претензии компании перед покупкой
    система. Также получите их, чтобы гарантировать заданный уровень производительности и
    замените все неисправные детали.
    5. Попросите показать проектные расчеты системы и ознакомьтесь с ними.
    использование имеющихся справочных материалов или получение помощи от вашего округа
    Дополнительный офис.
    6. Если система требует использования теплоаккумулирующего материала, например
    рок, рассчитайте его стоимость, если бы вы купили его сами.Это будет
    дать вам представление об объеме затрат на рабочую силу и рекламные расходы.
    в сделке.
    7. Если система требует предварительно упакованных PCM. попросить увидеть
    данные компании, подтверждающие заявления о тепловой мощности, скрытой теплоте и
    ожидаемый срок полезного использования. Помните, что заявления о том, сколько раз
    Материал для хранения ПКМ не так важен, как количество
    тепло поглощается и выделяется в каждом цикле. Если безводная соль держится
    оседая, эффективность хранилища со временем снижается, но
    PCM будет продолжать цикл (на уровне 60 БТЕ на фунт вместо 108
    БТЕ).

Связанные публикации

Единичные копии следующих публикаций Purdue Extension
доступны вопросы солнечного отопления и энергосбережения
жителям Индианы в отделении расширения округа или
написав в Центр распространения СМИ, 301 South Second Street,
Лафайет, Индиана, 47901–1232.

Солнечное отопление для дома, фермы и малого бизнеса (AE-88)


Рабочий лист II. Определение эффекта дополнительной изоляции

по объему и стоимости накопителя и коллектора тепла

Пример: типичный квадратный двухэтажный дом.с площадью поверхности крыши
1267 квадратных футов и площадь стены 2400 квадратных футов должны быть
солнечное отопление. В настоящее время он имеет только 6 дюймов изоляции.
стекловолокно (значение проводимости 0,053 БТЕ / час- ° F-кв.фут. в крыше
и 1 дюйм древесноволокнистой плиты (значение проводимости 0,33 БТЕ / час- ° F-кв. фут) в
стены. Внутренняя температура будет поддерживаться на уровне 70 ° F: ожидается
внешняя низкая температура составляет 10 ° F. Должен ли владелец оформить воздух
коллектор и глауберова система хранения соли для дома
потребность в отоплении.или стоит добавить еще 6 дюймов
изоляция в крыше и 3 1/2 дюйма в стенах?

                                                                                Наш Ваш
           Ситуация с позициями и расчетами

1.Требования к отоплению здания с существующей изоляцией.

   а. Разница между внутренней и внешней температурой: из примера выше
        (70 ° F - 10 ° F).= 60 ° F _____________

   б. Площади кровли и стен; Из примера выше.
* Корневая площадь = 1267 кв.футов _____________
** Площадь стен = 2400 кв. футов _____________

   c. Значение проводимости для данного типа и толщины изоляции:
      Обратитесь к дилеру строительных материалов. (Пример: крыша, 6 дюймов.
      стекловолокно; стена, ДВП толщиной 1 дюйм).
                                                        * Утеплитель крыши =.053 БТЕ / ч
° F-кв.фут _____________
                                                        ** Изоляция стен = 0,33 БТЕ / ч.
° F-кв.фут _____________

   d. Потери тепла через крышу: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b * (1267 кв. Футов)
      x Шаг 1.c * (0,053 - БТЕ / час- ° F-кв.фут). = 4029 БТЕ / час ______________

   е. Потери тепла от стен: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b * (2400 квадратных футов) x
      Шаг 1.c ** (0,33 БТЕ / ч.- ° F-кв.фут). = 47 520 БТЕ / час ______________

  е. Общая текущая потребность в тепле: Шаг 1.d (4029 БТЕ / час) + Шаг 1.e
    (47 520 БТЕ / час). = 51 549 БТЕ / час ______________

2. количество и стоимость складских материалов для удовлетворения текущих потребностей в отоплении.

  а. Часы в день: 24. = 24 часа в день _____________

  б. Желаемый запас аккумулирования тепла: Сред. 3-5 дней. = 3 дня _____________

  c.Теплоемкость накопительного материала: для глауберовской соли,
     см. Рабочий лист I, Шаг 3.f

  d. Стоимость единицы складского материала: уточняйте у поставщика. = 0,25 доллара США / фунт _____________
 
  е. Общий необходимый для хранения материал: (Шаг 1.f x Шаг 2.a x Шаг 2.b) ÷ Шаг 2.c.
     Пример: (51549 БТЕ / час x 24 часа в день x 3 дня) ÷ 145 БТЕ / фунт.
     = 3,711,526 БТЕ ÷ 145 БТЕ / фунт. = 25 597 фунтов _____________

  е. Общая стоимость необходимых складских материалов: Шаг 2.е. (25 597 фунтов) x Шаг 2.d
    (0,25 доллара США за фунт). = 6399 долларов США ______________

3. Размер и стоимость коллектора для удовлетворения текущих потребностей в отоплении.

   а. Желаемая способность к накоплению потребности в отоплении: в среднем 2 дня. = 2 дня ______________

   б. Уровень радиации для коллектора: уточните у поставщика. = 1000 БТЕ / кв.фут ______________

   c. Стоимость коллектора за квадратный фут: уточняйте у поставщика.= $ 1,00 / кв.фут ______________

   d. Общая необходимая площадь коллектора: (Шаг 1.f x Шаг 2.a x Шаг 3.a) ÷ Шаг 3.b.
      Пример: (51549 БТЕ / час x 24 ч / день x 2 дня) ÷ 1000 БТЕ / кв.фут
      = 2,474,352 БТЕ ÷ 1000 БТЕ / кв. Фут. = 2474 кв. Фута ______________

   е. Общая стоимость коллектора: Шаг 3.d (2474 кв. Фута) x
       Шаг 3.c (1,00 долл. США за кв. Фут). = 2474 доллара США ______________

4.Потребность в отоплении здания с дополнительной изоляцией

  а. Текущее значение проводимости + дополнительная изоляция: Шаг 1.c + добавлено
     изоляция. (Пример: крыша 6 из стекловолокна + пенополистирол 6 дюймов; стена 1 дюйм.
     ДВП + 3-1 / 2 дюйма, пенополистирол
                                               * Изоляция корня = 0,026 БТЕ / ч- ______________
° F-кв.фут
** Изоляция стен = 0,071 БТЕ / ч- ______________
° F-кв.футов
                           
  б. Потери тепла через крышу: Шаг 1.a (60 ° F. X Шаг 1.b * (1267 кв. Футов)
     x Шаг 4.a * (0,026 БТЕ / ч- ° F-кв.фут) = 1977 БТЕ / ч ______________

  c. Потери тепла от стен: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b ** (2400 кв. Футов)
     x Шаг 4.a ** (0,071 БТЕ / ч) - ° F-кв.фут). = 10224 БТЕ / час ______________

  d. Общая потребность в отоплении с дополнительной изоляцией: Шаг 4.b (1977 БТЕ / час) +
      Шаг 4.c (10224 БТЕ / час) = 12 201 БТЕ / час _____________

5. Количество и стоимость складского материала для обеспечения «дополнительной изоляции».
  потребность в отоплении

  а. Общий объем необходимого для хранения материала: (Шаг 4.d x Шаг 2.a x Шаг 2.b) ÷ Шаг 2.c
     Пример: (12 201 БТЕ / час x 24 часа в день x 3 дня ÷ 145 БТЕ / кв.фут =
     878 472 БТЕ ÷ 145 БТЕ / фунт = 6058 фунтов _____________

  б. Общая стоимость необходимого складского материала:
     Шаг 5.a (6058 фунтов) x Шаг 2.d (0,25 доллара США / фунт) = 1515 долларов США _____________

6. Размер и стоимость коллектора с учетом «дополнительной теплоизоляции» отопления.
  требование

  а. Общая необходимая площадь коллектора: (Шаг 4.d x Шаг 2.a x Шаг 3.a) ÷ Шаг 3.b.
     Пример: (12 201 БТЕ / час x 24 часа / день x 2 дня) - 1000 БТЕ / кв. Фут. знак равно
     585648 БТЕ ÷ 1000 БТЕ / кв. Фут. = 586 кв. Футов ______________

  б. Общая стоимость коллектора:
       Шаг 6.а. (586 кв. Футов) x Шаг 3.c (1,00 долл. США / кв. Фут). = 586 долларов США ______________

7. Экономия затрат на тепловую систему за счет добавления теплоизоляции.

  а. Удельная стоимость изоляции: уточняйте у поставщика. Пример: 6 дюймов и 3-1 / 2 дюйма.
    коврики.
* 6 дюймов коврики = $ 0,20 / кв.фут ______________
** 3-1 / 2 дюйма = 0,12 доллара США за квадратный фут ______________
                                            
  б. Стоимость дополнительной изоляции: (Шаг 1.b * x Шаг 7.a *) + (Шаг 1.b ** x Шаг 7.а **).
     Пример: (1267 кв. Футов x 0,20 $ / кв. Фут) + (2400 кв. Футов x 0,12 $ / кв. Фут)
     = 253 долл. США + 288 долл. США. = 541 доллар США ______________

  c. Общая стоимость тепловой системы с существующей изоляцией: Шаг 2.f (6399 долларов США) + Шаг 3.e
    (2474 доллара США). = 8823 долл. США ______________

  d. Общая стоимость тепловой системы с дополнительной изоляцией: Шаг 5.b (1515 долларов США) + Шаг 6.b
      (586 долларов США) + Шаг 7.b (541 доллар США). = 2642 доллара США ______________

  е.«Экономия» за счет изоляции: Шаг 7.c (8873 $) -
       Шаг 7.d (2642 доллара США). = 6231 доллар США ______________

 


Новое 9/78

Кооперативная консультативная работа в сельском хозяйстве и домохозяйстве, состояние
Индиана, Университет Пердью и Министерство сельского хозяйства США.
Сотрудничество; Х.А. Уодсворт, директор, West Lafayette, IN. Выдается в
исполнение актов 8 мая и 30 июня 1914 г.Кооператив
Служба распространения знаний Университета Пердью — это позитивное действие / равное
возможность учреждения.

Котлы против водонагревателей: в чем разница?

Некоторым домовладельцам может быть непонятно, в чем разница между бойлером и водонагревателем. В функциях бойлеров и водонагревателей есть некоторая перекрестность, но эти два прибора не одно и то же. Оба прибора нагревают воду, которую используете вы и ваша семья, но бойлеры также обеспечивают тепло для вашего дома, а водонагреватели — нет.

Мы объясним разницу более подробно и обсудим обе эти бытовые приборы, чтобы вы понимали, что работает за кулисами, чтобы нагреть вашу воду или, в случае бойлеров, нагреть вашу воду и ваш дом.

Что такое бойлер?

Давайте начнем с объяснения, что такое бойлер и для чего он служит. Бойлер обеспечивает как горячую воду, так и отопление коммерческого здания или жилого дома. Если говорить о жилых помещениях, это означает, что когда у вас есть бойлер, горячая вода для душа, посудомоечной и стиральной машины и т. Д. Поступает из одного источника, который обеспечивает тепло для всего вашего дома.

Это подводит нас к одному из основных отличий бойлера от водонагревателя. С водонагревателем вам понадобится другое средство обогрева вашего дома, например, печь. Бойлер не только нагревает воду для использования в бытовой технике и душевых по всему дому, но и использует горячую воду для обогрева дома всякий раз, когда вы включаете тепло в холодные месяцы.

Обычно тепло поступает через радиаторы плинтуса или теплые полы. Хотя название «бойлер» предполагает, что вода кипит, большинство бытовых котлов не нагревают воду до такой степени.

Давайте взглянем на несколько различных типов котлов, которые вы увидите сегодня на рынке.

Высокое давление по сравнению с низким давлением

Если вы покупаете котлы, вы можете увидеть разницу между установками высокого и низкого давления. Однако здесь не нужно принимать решение, если вы выбираете котел для своего дома. Когда дело доходит до отопления жилых помещений, в стандартную комплектацию входят агрегаты низкого давления. Агрегаты высокого давления, которые превышают 160 фунтов на кв. Дюйм для воды, более распространены в коммерческих приложениях и требуют частого контроля, поскольку они могут вызвать проблемы с безопасностью.

Стандартные и комбинированные установки

Стандартный котел в доме будет включать резервуар для хранения холодной воды и резервуар для горячей воды. Эта установка занимает довольно много места, но она хорошо работает для больших домов или домашних хозяйств, которые используют много горячей воды, особенно одновременно.

Другой вариант — комбинированный котел, обычно называемый «комбинированный котел». Этот тип бойлера нагревает ваш дом так же, как и стандартный бойлер, но вместо того, чтобы накапливать горячую воду, к которой вы можете получить доступ через смесители и бытовые приборы, он нагревает воду по запросу, когда вам это нужно.Отсутствие резервуаров для хранения означает, что эти котлы занимают меньше места. Комбинированные котлы можно рассматривать как вариант, аналогичный безбаквальным водонагревателям, о которых мы поговорим ниже. Разница в том, что, поскольку они являются котлами, они также отапливают ваш дом.

Что такое водонагреватель?

Мы говорили о бойлерах и о том, как они работают, поэтому давайте теперь обратимся к водонагревателям. Водонагреватели, как и бойлеры, обеспечивают горячую воду для использования по всему дому, когда вы хотите принять душ, помыть руки или запустить посудомоечную машину.В отличие от бойлеров, это единственное предназначение водонагревателя. Водонагреватели не играют никакой роли в обогреве вашего дома.

Домохозяйства, использующие водонагреватели вместо бойлеров, имеют другие средства отопления дома. Для большинства домашних хозяйств в Северной Америке это означает печь, хотя тепловые насосы также распространены. Печи бывают разных типов и получают энергию от природного газа, электроэнергии или мазута. Независимо от используемого топлива, печь продувает нагретый воздух через воздуховоды вашего дома, а теплый воздух поступает в комнаты вашего дома через регистры или решетки в системе приточной вентиляции.

Если у вас есть печь или другое средство обогрева дома, вы можете рассчитывать на водонагреватель для обеспечения горячей водой вашего дома. Сегодня вы увидите на рынке два основных типа водонагревателей: обычные накопительные водонагреватели, также называемые водонагревателями, и модели по запросу или без резервуаров.

Водонагреватели резервуара

Водонагреватели стандартные — самый популярный вид водонагревательной системы в домах. Они включают в себя резервуар, который нагревает воду и поддерживает ее постоянно, вместимостью от 20 до 80 галлонов.Когда вы включаете раковину или душ, горячая вода течет из водонагревателя, который обычно находится в подвале, гараже или кладовке где-нибудь в вашем доме, через водопроводные трубы к смесителю.

Когда горячая вода покидает резервуар, он начнет наполняться холодной водой на дне. Для многих домашних хозяйств этой системы достаточно для подачи горячей воды, когда это необходимо. Некоторые семьи, однако, могут иногда использовать горячую воду быстрее, чем бак может нагреть больше.Когда это произойдет, вы можете временно исчерпать запас горячей воды.

Это явление обычно возникает, когда несколько человек в доме одновременно требуют горячей воды. Если вы когда-нибудь принимали душ, пока кто-то мыл посуду или принимал душ в другой ванной, и замечали, что вода меняется от приятно горячей до ледяной, значит, вы испытали это ограничение на собственном опыте.

Бесконтактные водонагреватели

Водонагреватели без резервуаров или по требованию не хранят горячую воду в резервуаре.Вместо этого они нагревают воду только тогда, когда вы включаете приспособление или кран, которые этого требуют. Холодная вода проходит через систему без резервуара, которая занимает часть места стандартной модели резервуара и быстро нагревается при прохождении через нее.

Поскольку водонагреватели без резервуаров нагревают воду только по мере необходимости, они, как правило, более энергоэффективны. В некоторых случаях они также могут более эффективно справляться с потребностями в горячей воде. Однако с производительностью от двух до пяти галлонов в минуту безбаквальные водонагреватели имеют некоторые ограничения в том, сколько горячей воды они могут одновременно подавать.

Установки для точек использования представляют собой разновидность безбаквальных водонагревателей. Вместо одного мощного агрегата, который нагревает воду для всего дома, точки использования находятся по всему дому, устанавливаются рядом с раковинами или душевыми кабинами, поэтому каждое устройство может сосредоточиться исключительно на обеспечении мгновенной и бесперебойной подачи горячей воды в эти области.

Подробнее о бесконтактных водонагревателях

Сравнение котла и водонагревателя

Помимо рассмотрения возможностей сравнения бойлеров и водонагревателей с точки зрения их функций, мы также можем сравнить несколько различных аспектов этих приборов, включая их энергоэффективность, стоимость установки, типичный срок службы и необходимое обслуживание.

КПД

Некоторые домовладельцы могут захотеть узнать, какой из них более эффективен: бойлер или водонагреватель. Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала посмотрим, откуда берут свою мощность бойлеры и водонагреватели. Существует множество источников топлива для котлов, включая природный газ, пропан, мазут и альтернативные виды топлива. Обычно водонагреватели работают на электричестве, природном газе или пропане, хотя некоторые модели могут работать на солнечной энергии.

Сложно провести прямое сравнение между бойлерами и водонагревателями, когда дело доходит до эффективности, поскольку эффективность варьируется от модели к модели в обоих случаях.Обычно производители измеряют эффективность котлов с точки зрения годовой эффективности использования топлива, которая показывает, сколько энергии, потребляемой котлом, переводится непосредственно в тепло. Стандартным показателем эффективности водонагревателей является их коэффициент энергии, который показывает, сколько горячей воды производит установка на единицу топлива, потребляемого в течение обычного дня.

Также важно отметить, что с водонагревателем вам понадобится другая система для отопления вашего дома. Если вас беспокоит прямое сравнение количества энергии, которое вы бы использовали в случае котла и котла.водонагреватель, вам необходимо учитывать дополнительную энергию, потребляемую печью или любой другой системой отопления, используемой в вашем доме.

Стоимость установки

Некоторые домовладельцы также хотят знать: «Дешевле ли установить водонагреватель или бойлер?» Стоимость установки любой из этих систем зависит от нескольких факторов, но, как правило, установка котла является более значительным вложением средств. Когда мы принимаем во внимание цену самого устройства, а также трудозатраты на его установку, новый котел обычно стоит в диапазоне от 3500 до 8000 долларов.

Когда дело доходит до водонагревателей, затраты на установку, включая установку и трудозатраты, обычно составляют от 1000 до 3500 долларов. Бесконтактные водонагреватели могут стоить дороже, чем другие варианты водонагревателей.

Некоторые домовладельцы задаются вопросом, смогут ли они сэкономить деньги, купив желаемое устройство и самостоятельно установив его. Независимо от того, устанавливаете ли вы бойлер или водонагреватель, вам следует нанять специалистов по HVAC, которые займутся установкой.В некоторых случаях вы можете аннулировать гарантию, пытаясь установить бойлер или водонагреватель самостоятельно. Когда вы нанимаете лицензированных специалистов для выполнения этой работы, вы можете быть уверены, что они установят устройство безопасно и в соответствии с государственными и местными строительными нормами.

Срок службы

По сроку службы бойлеры и водонагреватели похожи. Традиционные газовые котлы, а также стандартные водонагреватели, как правило, служат от 10 до 15 лет.

Если срок службы — ваша главная забота, вам следует выбрать качественный бойлер или водонагреватель и поддерживать его в хорошем состоянии.Помимо выполнения работ по техническому обслуживанию своими руками, при необходимости отдавайте свой котел или водонагреватель на профессиональное обслуживание. Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание домовладельцам, которые особенно обеспокоены долговечностью, заключается в том, что безбаковые водонагреватели часто имеют более длительный срок службы. При правильном уходе они, как правило, служат более 20 лет. Они могут прослужить исключительно долго, отчасти потому, что состоят из легко заменяемых частей.

Для замены не всегда нужно ждать, пока перестанет работать водонагреватель или бойлер.В некоторых случаях вы захотите заменить водонагреватель или бойлер, даже если он продолжит работать долгое время, потому что доступны более качественные и энергоэффективные модели.

Требуемое обслуживание

Давайте посмотрим, какие задачи по техническому обслуживанию вам необходимо решить с бойлером и с водонагревателем. Обе эти системы потребуют некоторого обслуживания, хотя водонагреватели, как правило, требуют немного меньшего обслуживания по сравнению с ними.

Чтобы продлить срок службы котла, вам потребуется:

  • Проверяйте его ежегодно, чтобы убедиться, что уровень воды там, где он должен быть, и нет утечек.
  • Регулярно очищайте все вентиляционные и дымоходные отверстия и при необходимости удаляйте известковый налет.
  • Полностью промывайте и очищайте систему каждые шесть месяцев.
  • Смазывайте все движущиеся части два раза в год.

Для водонагревателей, особенно с баками, периодически необходимо:

  • Осмотрите водонагреватель на предмет утечек или других проблем.
  • Выключив питание, проверьте свой водяной клапан, чтобы убедиться, что он останавливает поток должным образом.
  • Слейте воду из резервуара и удалите весь осадок, который осел внутри.

Узнайте о наших услугах по водонагревателям

Свяжитесь с нами Услуги по обслуживанию и установке домашнего климата для котлов или водонагревателей

Если вы живете в районе Центральной PA и хотите установить бойлер или водонагреватель, или если вам нужно профессиональное обслуживание вашей нынешней системы отопления, Home Climates может помочь. Мы проведем монтаж вашей системы отопления с впечатляющим уровнем навыков и заботы, которые наши клиенты ожидают от нашей команды технических специалистов.Мы можем выполнить даже более сложные установки, такие как перевод с нефти на газ.

Если вы хотите, чтобы ваш котел или водонагреватель был правильно установлен и обслуживался эффективно, вы можете положиться на домашний климат, чтобы выполнить свою работу правильно. Мы также можем помочь ответить на любые оставшиеся у вас вопросы о вариантах бойлера и водонагревателя и о том, что лучше всего подходит для вашей ситуации. Свяжитесь с Home Climates сегодня, чтобы получить оценку и начать работу.

Как выполнить обратную промывку пластинчатого теплообменника? Нет давления горячей воды

FAQ — Часто задаваемые вопросы:

Авторские права © 1997 Hannabery HVAC.Все права защищены.


Как выполнить обратную промывку пластинчатого теплообменника?

Промывка пластинчатого теплообменника, также известного как теплообменник или змеевик без резервуара для горячего водоснабжения, очень проста. Рекомендуется делать это ежемесячно, особенно в районах с жесткой водой. Обратная промывка важна, потому что небольшие проходы внутри пластинчатого теплообменника могут быть заблокированы загрязнениями, включая ржавчину или окалину. Это снижает давление воды, что приводит к плохому нагреву воды и меньшему потоку в краны.

Ниже представлено изображение типичного котла Energy Kinetics System 2000 с пластинчатым теплообменником и инструкции, которым следует следовать. В других системах также может использоваться пластинчатый теплообменник, и расположение различных частей может отличаться в зависимости от установки.

Обычно бытовой циркуляционный насос [2] вытягивает воду из нижней части бытового накопительного бака [5], выталкивает ее вверх через пластинчатый теплообменник [4] и вверх и обратно в верхнюю часть накопительного бака. Для обратной промывки пластинчатого теплообменника вытолкните воду обратно через пластинчатый теплообменник в обратном направлении.

Для обратной промывки сначала найдите шаровой кран [1] под бытовым циркуляционным насосом [2]. Закройте его, повернув на 90 градусов. Затем откройте клапан обратной промывки [3], пока вода не станет прозрачной и сильной. Слейте воду в ведро и посмотрите, какой материал может вылиться и какой расход. Должен быть сильный поток. Обычно достаточно от 1 до 3 галлонов. По завершении просто закройте клапан обратной промывки, затем снова откройте шаровой кран.

Осторожно: вода, выходящая из клапана обратной промывки, может быть очень горячей, чтобы вызвать ожоги.Необходимо надевать защитные очки и резиновые перчатки. Подсоединение небольшого шланга также помогает, но держитесь за него во время слива.

Весь процесс должен занять менее 2 минут. Выполняя это ежемесячно, ваша система будет работать с максимальной производительностью и продлит срок службы обменника.

Имейте в виду, что информация, представленная на нашем веб-сайте, предоставляется бесплатно, и Hannabery HVAC не несет никакой ответственности в связи с предоставленной нами информацией.Мы надеемся, что эта информация поможет, но учтите, что это всего лишь приблизительные рекомендации, и не все возможные ситуации рассмотрены. Ваша система HVAC должна быть проверена и отремонтирована обученным техником.

Часто задаваемые вопросы

Насколько комфортно вы хотите быть?

Позвоните нам по телефону 1-800-544-4328

[Должен быть в нашей зоне обслуживания]

Как работает водонагреватель

В Соединенных Штатах, когда вам нужна горячая вода для душа, для стирки белья или для мытья посуды, вы обычно полагаетесь на водонагреватель.Самым популярным типом водонагревателей в США является обычный накопительный водонагреватель, в котором вода нагревается до заданной температуры, а затем хранится при этой температуре в резервуаре, пока домовладелец не откроет кран «горячей» воды. В этой статье вы узнаете, как два самых популярных типа водонагревателей, газовые и электрические, работают и нагревают воду в вашем доме.

Если вам интересно узнать об альтернативных водонагревателях, ознакомьтесь с нашим списком плюсов и минусов безбаквального водонагревателя.

Большинство газовых и электрических водонагревателей работают одинаково. Единственная разница в том, что нагревает воду.

Газовый водонагреватель

В газовом водонагревателе холодная вода подается в бак через погружную трубку (1) . Эта вода нагревается газовой горелкой (2) . Эта горелка сжигает газ, выпуская чрезвычайно горячий, но токсичный воздух через дымоход в середине резервуара водонагревателя (3) .Дымоход выводит токсичный воздух наружу, нагревая при этом металл дымохода (4) . По мере того, как дымоход нагревается, нагревается и окружающая вода.

Повышается температура, и водонагреватели используют ее для подачи теплой воды по водопроводу вашего дома. Горячая вода поднимается в верхнюю часть бака водонагревателя и перемещается по дому через трубу отвода тепла (5) . Когда вы открываете кран для горячей воды, холодная вода подается через погружную трубку (1) , вытесняя горячую воду и проталкивая ее через трубку отвода тепла (5) .Домовладельцы могут установить желаемую температуру воды с помощью термостата (6) , который подключен к газовой линии и подает необходимое количество газа в горелку для достижения нужной температуры.

Водонагреватели также имеют некоторые защитные меры. Клапан сброса температуры и давления или Т- и Р-клапан, (7) откроется и выпустит воду, если температура воды слишком высокая или давление внутри бака слишком высокое.Это помогает предотвратить взрыв водонагревателя. Все водонагреватели имеют сливной клапан (8) на боковой стороне бака для слива воды из водонагревателя для уменьшения накопления осадка, что следует делать один раз в год. (Узнайте, как удалить осадок из водонагревателя.)

Сам резервуар изолирован, чтобы вода оставалась теплой в течение более длительного периода времени и чтобы вода не передавала тепло металлу резервуара водонагревателя (9). Наконец, водонагреватель имеет анодный стержень (10) , который представляет собой стержень, сделанный из металла, который ржавеет быстрее, чем металл, из которого состоит резервуар водонагревателя. Этот анодный стержень предохраняет резервуар водонагревателя от ржавчины … при условии, что он заменяется каждые 1-2 года после того, как он заржавел. Узнайте больше о том, что такое жертвенный анодный стержень и почему он находится в вашем водонагревателе, здесь.

Гарантийный план Landmark для дома распространяется на газовый водонагреватель при условии надлежащего обслуживания.

Электрический водонагреватель

Электрический водонагреватель работает практически так же, как газовый водонагреватель. Он подает холодную воду через погружную трубку (1) и нагревает ее с помощью электрических нагревательных элементов (2) внутри бака. Горячая вода поднимается в баке и перемещается по дому через трубу отвода тепла (3).

Как и газовый водонагреватель, электрический водонагреватель имеет термостат (4) , клапан сброса температуры и давления (5) , сливной клапан (6) , бак изолирован (7) , и имеет анодный стержень (8) .Единственная большая разница в том, что вода нагревается электрическими элементами и, таким образом, подключается к источнику питания (9) .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *