Как выбрать и установить тепловой аккумулятор в систему отопления

Преимущества системы отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью, в качестве аккумулятора тепла, описаны на предыдущей странице “Котел отопительный твердотопливный с аккумулятором тепла”.

Преимущества и недостатки агрегатов

К преимуществам теплоаккумулирующих ёмкостей можно отнести:

  • возможность накопления тепла во время работы котла и последующей отдачи энергии при его отключении;
  • защиту отопительной системы от перегрева;
  • способность соединить в одну схему несколько тепловых агрегатов, работающих на различных видах энергии;
  • значительное повышение КПД котлов за счёт возможности их эксплуатации при повышенных температурах (как известно, в таком режиме происходит минимум потерь от преобразования энергии из одного состояния в другое);
  • уменьшение числа загрузок твердотопливного котла и равномерное временное распределение тепла при его работе;
  • возможность подключения контура горячего водоснабжения.

К явным недостаткам буферного аккумулятора относится его громоздкая конструкция и увеличение стоимости отопительной системы, связанное с необходимостью покупки и монтажа дополнительного оборудования.

Разновидности теплоаккумуляторов

Аккумулятор тепла для системы отопления представляет собой вместительный бак, оснащенный солидной теплоизоляцией – именно она отвечает за минимизирование теплопотерь. С помощью одной пары патрубков аккумулятор подключается к котлу, а с помощью другой пары – к системе отопления. Также здесь могут быть предусмотрены дополнительные патрубки для подключения контура ГВС или дополнительных источников тепловой энергии. Давайте разберем основные виды теплоаккумуляторов для систем отопления:

При наличие циркуляционного насоса появляется возможность использовать сразу несколько буферных баков, что позволяет равномерно прогревать сразу несколько помещений.

  • Буферная емкость – представляет собой простейший бак, лишенный внутренних теплообменников. Конструкция предусматривает использование одного и того же теплоносителя в котле и батареях, при одинаковом допустимом давлении. Если планируется пропускать через котел один теплоноситель, а по батареям другой, следует подключить к теплоаккумулятору внешний теплообменник;
  • Тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления с нижним, верхним или сразу с несколькими теплообменниками – такие теплоаккумуляторы позволяют организовать два самостоятельных контура. Первый контур представляет собой бак, подключенный к котлу, а второй – контур отопления с батареями или конвекторами. Теплоносители здесь не смешиваются, в обоих контурах может быть разное давление. Нагрев ведется с помощью теплообменника;
  • С проточным теплообменником контура ГВС или с баком – для организации горячего водоснабжения. В первом случае вода может потребляться весь день и равномерно. Вторая схема предусматривает накопление воды с целью ее быстрой отдачи в определенное время (например, вечером, когда все принимают душ перед сном) – аналогичным образом устроены бойлеры косвенники, накапливающие воду.

Конструкция теплоаккумуляторов для отопления может быть самой разной, выбор подходящего варианта зависит от сложности отопительной системы, ее характеристик и количества источников горячего теплоносителя.

Некоторые теплоаккумуляторы оснащаются ТЭНами с термостатами, что позволяет обеспечить потребителей теплом в ночное время, когда теплоноситель уже остыл, а подкинуть дрова в топку некому. Также они пригодятся при использовании тепловых насосов и солнечных батарей.

Что такое теплоаккумулятор и какую функцию он выполняет

При сильном горении происходит перегрев системы, при слабом она остывает. Сократить амплитуду и увеличить период колебаний можно за счет вместительного бака с теплоаккумулятором. Последний представляет собой теплообменник с большой емкостью, заполненой теплоностилем. Одна часть системы забирает излишки энергии с котла, вторая постепенно отдает тепло в отопительную систему, не давая температуре резко упасть. Весь это процесс происходит автоматически через змеевики под управлением трехходовых клапанов.

Другими словами. ТА позволит Вам загрузить полную топку дров и не переживать что вода в котле закипит. После догорания топлива система отопления еще некоторое время сможет работать за счет накопленного в емкости тепла.

Что такое теплоаккумулятор и какую функцию он выполняет

Принцип действия

Теплоаккумулятор – это емкость, внутри которого циркулирует горячий жидкий теплоноситель. Температура поддерживается в нужном диапазоне благодаря дозированию энергии, передаваемой в контур. Разогретый бак отдает тепло в комнаты постепенно. В результате пропадает необходимость постоянно поддерживать горение в топке котла.

Читайте также:  Батарея прадо как регулировать температуру

Видео обзор такой системы

Что такое теплоаккумулятор и какую функцию он выполняет

Схема буферной емкости-аккумулятора тепла системы отопления, из нескольких баков

Некоторые умельцы делают сами или заказывают на стороне изготовление буферных баков из отрезков стальных труб большого диаметра — 300-800 мм. После установки на место баки утепляют.

Такие баки часто обходятся значительно дешевле, чем готовые буферные емкости, которые продаются на строительном рынке. Отсутствие защиты от коррозии в таких самодельных баках частично компенсируется увеличенной толщиной металла стенки.

Для защиты от электрохимической коррозии бак рекомендуется заземлить, а внутри бака разместить магниевый анод от промышленного водонагревателя. 

Буферную емкость необходимого объема можно получить, соединив трубами два и более баков меньшего размера.

Верхнюю и нижнюю части баков соединяют между собой трубами диаметром не менее чем  полтора дюйма.

Получается батарея баков, соединенных между собой подобно секциям батареи отопления.

К котловому и отопительному контурам батарея из баков подключается по диагональной схеме. Такое соединение обеспечивает одинаковое распределение температуры воды во всех баках буферной емкости.

Последний бак в батарее (бак № 2 на схеме) может выполнять функции гидравлического разделителя между радиаторной системой отопления и теплыми полами.

Принцип работы

Принцип работы такого устройства, как тепловой аккумулятор для отопления, основывается на применении высокой теплоемкости воды. К верхнему патрубку на баке подключается трубопровод котла, который подает горячую воду. К нижнему подключается отводящий из бака холодную воду циркуляционным насосом. Так, горячая вода подается из котла в бак, а холодная – возвращается в котел. Насос отбирает из нижней части бака холодную воду до того момента, как весь бак не заполнится горячей водой.

Тепловые аккумуляторы для отопления теплоизолированы пенополиуретаном, поэтому горячая вода в баке не будет быстро остывать, а поэтому время работы системы будет увеличено за счет аккумулированного тепла.

Чем более будет объем вашего бака и мощность отопительной системы, тем это время будет более. Накопители тепла для отопления должны быть такого объема, чтоб его хватило для аккумулирования тепла, которое выделяется при сгорании разовой загрузки топлива.

Принцип работы

Рекомендуем к прочтению:Аккумулирующий бак для системы отопленияПринципиальная схема системы отопления с теплоаккумулятором

На второй нижний патрубок бака ставится обратный трубопровод системы отопления, при помощи насоса холодная вода из системы идет в бак. Холодная вода является более тяжелой, чем горячая, поэтому она остается внизу, а при наполнении ею бака она вытесняет горячую воду наверх в трубопровод отопительной системы. И пока холодная вода не наполнит весь объем бака, в систему будет идти только горячая вода.

Теплоаккумуляторы для отопления могут быть с термоизоляцией и без нее. Также в зависимости от того, какая модель и схема отопления с теплоаккумулятором, в баке может быть один или несколько встроенных змеевиков-теплообменников, сделанных из черной стали. Схема отопления с тепловым аккумулятором может быть и с встроенным резервуаром для воды (внутренний бойлер) для снабжения горячей водой.

Теплоаккумулятор с изоляцией

Принцип работы

Варианты расположения патрубков тоже могут быть различными. Если не спускать воду и не опускать того, чтоб в систему проникал воздух, срок службы может быть неограниченным.

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.
Читайте также:  ТОП 10 лучших электрокаминов по отзывам покупателей

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

Сборка теплоаккумулятора своими руками

Для самостоятельной сборки изделия потребуются следующие инструменты:

  1. Сварочный аппарат;
  2. Большая и малая болгарка;
  3. Горелка для пайки меди;
  4. Набор гаечных ключей;
  5. Измерительный инструмент – рулетка, уголок;
  6. Молоток, ножовка по металлу, плоскогубцы;
  7. Электродрель;
  8. Шуруповерт или набор отверток.

Материалы, необходимые для монтажа емкости:

  1. Цилиндрическая емкость из металла с толщиной стенки не менее 4 мм;
  2. Медная отожженная труба диаметром 22 или 28 мм;
  3. Фитинги с внутренней резьбой соответствующего подобранной трубе диаметра;
  4. Стальные толстостенные штуцеры двух видов – с односторонней и двусторонней резьбой, диаметром 15, 20, 25, 32 мм;
  5. Швеллер, уголок для выполнения подставки, опоры;
  6. Теплоизолирующие материалы, вспомогательные приспособления;
  7. Запорная арматура для всех линий;
  8. Группа безопасности;
  9. Лист оцинкованного металла.

Объем емкости должен составлять не менее 300 литров. Применение старых бочек не рекомендуется, они имеют тонкую стенку, подвержены деформации при сварке. Стоит отметить, что цилиндрическая форма сосуда – всего лишь дань техническому совершенству. Некоторые умельцы сваривают емкости прямоугольного сечения, они выполняют свои функции ничуть не хуже.

Поэтапный порядок работ производится следующим образом:

  1. Болгаркой срезается одна из крышек сосуда;
  2. Производится очистка внутренней поверхности от грязи, ржавчины;
  3. В случае использования бака из черной стали производится грунтование внутренней поверхности и окраска;
  4. Покраску производить рекомендуют в несколько слоев, обязательно применение термостойкой краски.

После полного высыхания краски проводятся сварочные работы по врезке штуцеров с резьбой:

  1. В дне или нижней точке обечайки (боковой поверхности) прорезается отверстие и приваривается штуцер с резьбой условным диаметром 15 – 20 мм, он предназначен для крана слива (дренажа);
  2. В боковой поверхности прорезаются отверстия для штуцеров змеевика, они соответственно располагаются на расстоянии 25 – 50 мм от крышки и дна бака;
  3. В отверстия вставляются стальные штуцеры с резьбой с обоих концов, обвариваются снаружи и изнутри бака;
  4. С противоположной штуцерам змеевика стороны емкости приваривают патрубки с резьбой для подключения системы отопления;
  5. В срезанную крышку врезают штуцер для группы безопасности диаметром 1 дюйм с резьбой;
  6. Врезается штуцер линии подпитки.

Диаметр змеевиковых патрубков должен быть не менее дюйма с четвертью, таков обычно диаметров выходов котла. Диаметр подключения радиаторов или иных устройств потребления подбирают в зависимости от диаметра магистралей системы отопления.

Сборка теплоаккумулятора своими руками

Далее приступают к изготовлению змеевика. Отожженная медь отличается отличной пластичностью, сгибать ее можно вручную. В качестве каркаса можно использовать старую бочку или самодельный импровизированный каркас из деревянных реек.

Готовый теплообменник устанавливается внутри бака, производится припаивание мягким припоем концов трубопровода к фитингам. Фитинги предварительно наворачиваются на резьбу штуцеров, вваренных в стенку изделия. Уплотнение резьбы в этом месте нужно производить синтетической нитью – она не подвержена разложению. Приваривается ранее демонтированная крышка аппарата.

Для аппарата сваривают опоры различной конструкции из швеллеров и уголка. Они необходимы для наличия воздушного зазора внизу аппарата – это позволит быть днищу сухим и не ржаветь.

Производится установка теплоаккумулятра по месту. При этом нужно учесть весовую нагрузку на пол – при большом объеме воды общий вес конструкции будет иметь солидные значения, потребуется сооружение фундамента.

Последний этап – проведение теплоизоляционных работ. Перед проведением (по желанию) проводят наружную покраску аккумулятора. Утепляют бак чаще всего минеральной ватой, вспененным рулонным полиэтиленом, создают напыление полимерными составами. Мероприятия по монтажу изоляции зависят от типа применяемого материала.

На наружные резьбы всех патрубков устанавливаются краны, на верхнюю крышку монтируется корпус группы безопасности. На нем устанавливаются предохранительный клапан, термоманометр, воздухоотводчик.

Обязательна врезка линии подачи воды от трубопровода холодного водоснабжения, потому что подпитка котла производится при применении бака описанной конструкции отдельно. Система отопления также должна подпитываться отдельно, врезка производится непосредственно в стенку емкости, устанавливается кран.

При необходимости в бак монтируется съемный ТЭН, в летний период теплоаккумулятор можно использовать в качестве накопительного водонагревателя.

Читайте также:  Камин из кирпича — фотоподборка идей для вдохновения (12 фото)

(Просмотров 1 036 , 1 сегодня)Рекомендуем прочитать:Виды и выбор душевых кабинЧастный дом без отопленияПравильная укладка водяного теплого полаСхемы подключения радиаторов отопленияВиды водяного отопленияЭлектрические котлы отопления

Критерии выбора теплоаккумулятора

Другие критерии подбора буферного бака для отопления не так значимы и, в основном, касаются разнообразных дополнительных опций.

Одна из них – встроенный змеевик, который осуществляет нагрев жидкости для хозяйственных потребностей. Может оказаться весьма полезным, в случае отсутствия других источников подогрева, однако для большого расхода в сети ГВС такой вариант точно не подойдет. Помимо этого, теплообменник заберет часть «заряда» теплового аккумулятора, сократив продолжительность автономной деятельности отопления.

Другая полезная опция – встроенный в верхнюю часть резервуара ТЭН, который способен поддерживать температуру теплоносителя на установленном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать жилье в течение какого-то времени после того, как накопитель тепла «разрядился», а генератор еще не начал работу.

Еще один змеевик для подсоединения солнечных коллекторов может быть полезен только в южных областях, где активность Солнца даст возможность заряжать теплоаккумулятор.

А вот на что действительно необходимо обратить внимание при выборе прибора, так это на рабочее давление накопительного бака. Нужно учитывать, что большая часть твердотопливных котлов рассчитана на давление в рубашке до 3 Бар, следовательно, и буферный резервуар должен свободно выдерживать такой же напор.

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.

Рекомендации по изготовлению

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.

Рекомендации по изготовлению

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.

Рекомендации по изготовлению

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.

Правила безопасной эксплуатации

К тепловым аккумуляторам, сделанным в домашних условиях своими руками, предъявляют особые требования безопасности:

  1. Горячие элементы резервуара не должны прилегать или как-то иначе контактировать с легковоспламеняющимися и взрывоопасными материалами и веществами. Игнорирование этого пункта может спровоцировать возгорание отдельных объектов и пожар в котельном помещении.
  2. Закрытая отопительная система предполагает постоянное высокое давление теплоносителя, циркулирующего внутри. Для обеспечения этого пункта конструкция резервуара должна быть полностью герметична. Дополнительно можно усилить ее корпус ребрами жесткости, а крышку на баке оснастить прочными резиновыми прокладками, устойчивыми к интенсивным эксплуатационным нагрузкам и повышенным температурам.
  3. Если в конструкции присутствует дополнительный ТЭН, необходимо очень тщательно заизолировать его контакты, а бак – обязательно заземлить. Таким способом удастся избежать удара током и короткого замыкания, способного вывести систему из строя.

При соблюдении этих правил эксплуатация сделанного своими руками теплоаккумулятора будет полностью безопасной и не доставит хозяевам никаких проблем и хлопот.