Товары и услуги в щигре

Зачем нужна

Буферная ёмкость, её ещё называют теплоаккумулятором, используется в отопительной системе для накапливания и сохранения тепла. По внешнему виду это устройство напоминает цилиндрический резервуар, имеет утеплённые стенки, что позволяет долгое время сохранять температуру теплоносителя. В качестве теплоизоляции используется термостойкий поролон.

По мнению экспертов, теплоаккумулятор считается одним из основных приборов в отопительной системе. С его помощью происходит распределение тепла по всем помещениям загородного дома или любого другого здания. Основной задачей буферной ёмкости считается аккумулирование тепла, которое может поступать от разных устройств, будь то электрический или твёрдотопливный котёл.

Устройство теплоаккумулятора

Основным элементом ёмкости считается теплоаккумулирующее вещество, отвечающее за сохранение и дальнейшее распределение тепла. Рассматриваемые изделия могут работать:

На пару;
С использованием жидкости;
С дополнительными нагревательными приборами.

Также они могут быть:

Термохимическими;
Твёрдотельными.

В большинстве систем отопления, в том числе тёплых полах, применяют антифриз, хотя для нагрева лучше всего использовать воду. Каждый из баков буферной ёмкости имеет выходы для входа в котёл и трубы отопления. Вверху ёмкости установлен специальный клапан, защищающий устройство от избыточного давления. Его основным предназначением считается вывод накопившегося воздуха.

Внизу резервуара устанавливается сливной кран для спускания жидкости в случае необходимости. В резервуаре есть гнёзда для крепления датчиков, указывающих на давление и температуру жидкости.

Работа рассматриваемого устройства основана на повышении вместимости теплоносителя (воды или незамерзающей жидкости — антифриза). После закрепления бачка появляется дополнительный объём для жидкости, в результате чего повышаются показатели инертности конструкции.

Обратите внимание! При нагревании буферного бачка любым из отопительных приборов в ёмкости накапливается теплоноситель определённой температуры. Распределение тепла по зданию происходит по мере остывания жидкости, причём тепловая энергия может передаваться даже во время прекращения процессов горения в отопительных приборах

Рассмотрим принцип действия теплоаккумулятора на примере твёрдотопливного котла. В данном случае между этими двумя приборами устанавливается насос, который служит для равномерного распределения тепла во всех комнатах здания.
Холодная вода перемещается из нижней части бака в котёл, где происходит её прогрев.

После нагрева теплоноситель попадает в верхнюю накопительную часть резервуара. При работе насоса, который закрепляют в обратном трубопроводе, холодная вода из системы небольшими порциями поступает в нижнюю часть ёмкости, вытесняя горячую жидкость, которая направляется в систему отопления.

После отключения котла происходит беспрерывная подача тепла. Заметим, что этот процесс идет до тех пор, пока холодный теплоноситель не вытеснит полностью горячую воду из бака. Продолжительность работы буферной ёмкости после остановки отопительного прибора (котла) будет зависеть от таких факторов как объём бачка, температуры воздуха за окном дома, а также количества источников нагревания.

Принцип функционирования буферной емкости

Основными преимуществами буферной ёмкости является:

Равномерная подача тепла по системе. Большинство котлов неравномерно обогревают помещение, и это связано с интенсивностью горения или возможным затуханием паллетов, газа, дров. Использование буферной ёмкости позволит избежать подобного явления. Во время интенсивного горения в резервуаре накапливается лишнее тепло, которое будет подано в систему после затухания котла;
Независимость от графика работы отопительных приборов. Дело в том, что в твёрдотопливные котлы нужно постоянно подбрасывать дрова или другие виды топлива, делать это ночью неудобно. Использование буферной ёмкости позволит подавать теплоноситель в ночное время суток за счёт накопленных ресурсов. В данном случае увеличивается интервал между растопками котла. При использовании электрических отопительных приборов и наличии двух тарифного счётчика можно запрограммировать работу котла на ночное время суток;
Защита от возможного перегрева;
Экономия топлива (до 30% по сравнению со стандартной отопительной системой).

Типовые схемы обвязки

Для правильной обвязки отопления необходимо разработать индивидуальный проект, поскольку каждое жилое помещение и котельная индивидуальны, хотя имеют ряд схожих черт. Такие проекты основываются на типовых схемах, отражающих общие для всех, принципиальные позиции монтажа систем в различных условиях.

Система открытого типа с естественной циркуляцией

Такая схема, по-другому гравитационная, является наиболее распространенной. Имеет свои преимущества и недостатки.

В открытой системе ввод обратки в котел должен быть ниже радиаторов минимум на 0,5 метра.

Закрытая система с естественным движением теплоносителя

В отличие от открытой, здесь необходимо установить мембранный бак на обратном трубопроводе. Для эффективного функционирования его размер должен превышать на 10 % объем теплоносителя в целом по системе.

Для возможности сброса излишнего давления из трубопроводов (более 2 атм.) следует установить предохранительный клапан, подключив его к канализации.

Система с принудительной циркуляцией

Система с принудительной циркуляцией отличается тем, что имеет в своем составе насос. Это обеспечивает равномерность температуры на всех участках. Кроме того, применение циркуляционного оборудования позволяет минимизировать уклоны трубопроводов.

Для сохранения работоспособности отопления в случаях посадки напряжения или поломки насосов необходимо предусматривать обводные линии в обход оборудования. Циркуляционный насос устанавливается на обратке из соображений безопасности, а также повышения степени надежности и долговечности работы.

Схема с буферной емкостью

Схема обвязки твердотопливного котла отопления с теплоаккумулятором применяется для поддержания постоянной температуры в системе (ТТК плохо управляются, требуя неустанного контроля за количеством топлива и тягой) и во избежание закипания рабочей жидкости.

Теплоаккумулятор представляет собой герметично выполненный бак, установленный между котлом и потребителем. Принцип работы устройства заключается в том, чтобы аккумулировать избыток тепла в собственном объеме, отдавая его в систему при необходимости.

Температура теплоносителя регулируется посредством узла смешения, представляющего собой трехходовой клапан с датчиком температуры.

Обвязка с трехходовым клапаном

Для дополнительной защиты отопительного котла от перегрева предусматривается контур для аварийной подачи холодной воды в теплообменник либо в установленный внутри оборудования специальный змеевик.

Работа данного узла осуществляется благодаря оборудованию трехходовым вентилем и датчиком температуры внутри теплообменного аппарата. Сброс нагретой воды происходит в канализацию.

С установкой бойлера косвенного нагрева

Обвязка твердотопливного котла с бойлером косвенного нагрева подходит для любой схемы подключения. Бойлер служит для нагрева холодной воды в целях горячего водоснабжения.

Подключение водонагревателя к системе происходит параллельно со всеми приборами, использующими горячую воду

Здесь важно помнить, что для увеличения эффективности его работы, следует предусмотреть трехходовой кран, перекрывающий отвод воды из агрегата, если та еще не нагрелась

Коллекторная схема

Коллекторы служат для одновременного параллельного подключения нескольких веток отопления. Например, при подсоединении к одному агрегату теплого пола, радиаторов отопления на нескольких этажах (для каждого отдельная ветка) и т. д.

Несмотря на очевидное усложнение, использование коллекторов (гребенок) открывает широкие возможности для регулировки системы, повышения эффективности и надежности.

Буферная ёмкость для твердотопливного котла своими руками

Ввиду дороговизны заводских аналогов, многие рассматривают вариант создания её самостоятельно. Эта задача весьма нетривиальна и потребует хорошего знания тепло- и гидротехники, а также высокого уровня навыков сварщика. Из инструментов, не обойтись без сварочного оборудования, болгарки, измерительных приборов и дрели. Также потребуется большое количество материалов.

Материалы

Так как проект сложный и размеры будущего бака-аккумулятора немалые, он выйдет довольно затратным. Не получится обойтись без следующего:

В случае если решите его делать в форме цилиндра – потребуются металлические бочки (2 штуки). Для прямоугольного нужен будет лист, желательно из нержавеющей стали

Важно обратить на толщину данного материала, которая не должна быть меньше 1.5 (в случае с нерж. сталью) или 2 миллиметров (с обычной).
Уголок, профильная труба (5 на 5 сантиметров)

Они будут использованы для ножек и рёбер жёсткости конструкции.
Медная трубка или из нержавеющей стали диаметром 12 мм. Потребуется не менее 10 метров.
Гильзы и штуцеры.
Термостойкий утеплитель. Лучшим выбором будет базальтовая вата, так как она легко монтируется и не выделяет при нагреве ядовитых веществ.
Металл для обшивки, лучше оцинкованный.

Также потребуется краска, устойчивая к высоким температурам.

Изготовление цилиндрической ёмкости

Для создания конструкции в форме цилиндра подойдут 2 газовых баллона. Их легко раздобыть, они имеют достаточную толщину и качество металла.

Основные этапы изготовления:

Разрезать бочки или баллоны. Срезать крышки.
Приварить внутри скобы, на которые будет крепиться трубка (теплообменник).
Установить бочки друг на друга и соединить их между собой сваркой.
Через отверстия пропустить и установить змеевик, сделанный из медной или гофрированной стальной трубки.
Приварить дно и крышку. В которые врезаны патрубки для присоединения клапана сброса воздуха (верх), сливного крана (низ).
Приделать с помощью сварки крепления для наружной обшивки. Желательно разной длины (чтобы она получилась в форме прямоугольника – так будет удобней и вид получиться более эстетичный).

Из листовой стали большой толщины сделать цилиндрический бак без специального оборудования не получится.

Создание прямоугольной ёмкости

Производится в такие этапы:

Листы стали размечаются, согласно выбранному объёму и заранее созданным чертежам. Сварочные швы тоже имеют свою толщину, которую следует учитывать.
Производится резка при помощи болгарки.
Листы устанавливаются и прихватываются сваркой. Для правильного угла в 90 градусов нужно воспользоваться измерительными приборами и зафиксировать детали.
Проводиться сварка всех листов. Для надёжности с обеих (внутренней и наружной) сторон.
По той же схеме, что и с цилиндрической ёмкостью делаются крышка и дно.
Привариваются крепления для обшивки, ножки, дополнительные рёбра жёсткости.

Подключение (обвязка) теплоаккумулятора к системе отопления

По общему правилу буферная емкость подключается к системе отопления параллельно отопительному котлу, поэтому такая схема называется также схемой обвязки котла.

Приведем обычную схему подключения ТА к системе отопления с твердотопливным обогревательным котлом (для упрощения схемы на ней не указаны запорная арматура, приборы автоматики, контроля и другое оборудование).

Упрощенная схема обвязки теплоаккумулятора

На данной схеме обозначены следующие элементы:

Обогревательный котел.
Тепловой аккумулятор.
Отопительные приборы (радиаторы).
Циркуляционный насос в обратной магистрали между котлом и ТА.
Циркуляционный насос в обратной магистрали системы между приборами отопления и ТА.
Теплообменник (змеевик) для горячего водоснабжения.
Теплообменник, подключенный к дополнительному источнику тепла.

Один из верхних патрубков бака (поз. 2) присоединяется к выходу котла (поз. 1), а второй – непосредственно к подающей магистрали системы отопления.

Один из нижних патрубков ТА подключается к входу котла, при этом в трубопроводе между ними устанавливается насос (поз.4), обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости по кругу от котла к ТА и наоборот.

Второй нижний патрубок ТА подключается к обратной магистрали системы отопления, в которой также установлен насос (поз. 5), обеспечивающий подачу нагретого теплоносителя к отопительным приборам.

Чтобы обеспечить функционирование отопительной системы при внезапном отключении электроэнергии или выхода циркуляционных насосов из строя, они обычно подключаются параллельно основной магистрали.

В системах с естественной циркуляцией теплоносителя циркуляционные насосы (поз. 4 и 5) отсутствуют. Это значительно увеличивает инерционность системы, и при этом делает ее полностью энергонезависимой.

Теплообменник для ГВС (поз. 6) располагается в верхней части ТА.

Месторасположение теплообменника дополнительного нагрева (поз. 7) зависит от типа источника поступающего тепла:

для высокотемпературных источников (ТЭН, газовый или электрический котел) он размещается в верхней части буферной емкости;
для низкотемпературных (солнечный коллектор, тепловой насос) – в нижней части.

Указанные на схеме теплообменники не обязательны (поз. 6 и 7).

В чем еще польза буферной емкости. Основные преимущества

Помимо своего прямого назначения, накопитель горячей воды выполняет целый ряд других, не менее полезных функций. Отопительные агрегаты, работающие на твердом топливе, как правило, имеют различные стадии горения. Это момент розжига, интенсивное горение и соответственно, процесс затухания. На второй стадии, во время интенсивного горения котел вырабатывает максимальное количество тепловой энергии, больше, чем необходимо для обогрева. В начальной и в конечной стадии, когда топливе только начинает гореть или заканчивается, нагревательные приборы далеки от своей номинальной мощности.

Подобный режим работы твердотопливных аппаратов без дополнительного оборудования обычно вызывает ряд бытовых неудобств. О том, что возможны перепады с температурой теплоносителя в отопительном контуре уже было сказано.

При отсутствии теплоаккумулятора, когда в доме интенсивно используется горячая вода на бытовом уровне, проблем не избежать. Буферная емкость, как раз призвана устранять возникающие перепады с обогревом жилых помещений и обеспечивать нормальную работу системы ГВС.

Преимущества использования накопителя очевидны, и зная о них, вы уже не будете скептично смотреть на громоздкий бак, стоящий в вашей котельной. Монтаж буферной емкости в системе домашнего отопления дает следующие преимущества:

работа нагревательных агрегатов на твердом топливе в экономичном режиме;
увеличение временных промежутков между загрузками топлива в котел;
возможность использовать отопительные приборы летом для работы системы ГВС;
техническая возможность использовать нагревательные агрегаты большой мощности в помещениях с низкой теплопотерей;
простая и понятная конструкция устройства не требует специального обслуживания и отличается длительными сроками эксплуатации;
статичное состояние устройства, не создающее бытовых неудобств;

Монтаж емкости достаточного объема позволяет осуществить установку в жилых помещениях других отопительных приборов.

Оценивая преимущества, которые дает системе отопления установка буферной емкости, не стоит забывать о безопасности.

Для любых нагревательных приборов основной опасностью является перегрев. Работающий котел на твердом топливе постоянно нуждается в контроле. Большая инерционность оборудования этого типа часто становится причиной перегрева, в результате чего агрегат может выйти из строя, а в худшем случае, привести к крайне неприятным последствиям. Накопитель горячей воды легко устраняет эту проблему, снимая избыточную нагрузку на обогревательный прибор.

Преимущества и недостатки буферной емкости

Буферная емкость для котла

К основным преимуществам системы отопления с тепловым аккумулятором относятся:

максимально возможное увеличение КПД твердотопливного котла и всей системы при одновременной экономии энергоресурсов;
обеспечение защиты котла и другого оборудования от перегрева;
удобство пользования котлом, позволяющее осуществлять его загрузку в любое время;
автоматизация работы котла за счет применения датчиков температуры;
возможность подключения к ТА нескольких различных источников тепла (например, двух котлов различных типов), обеспечивая их объединение в один контур отопительной системы;
обеспечение стабильной температуры во всех комнатах дома;
возможность обеспечения дома ГВС без использования дополнительных водонагревающих устройств.

К недостаткам аккумуляторов тепла для системы отопления можно отнести:

повышенную инерционность системы (с момента розжига котла до выхода системы на рабочий режим проходит гораздо больше времени);
необходимость установки ТА вблизи отопительного котла, для чего в доме требуется отдельное помещение необходимой площади;
большие габариты и вес, обуславливающие сложность его транспортировки и монтажа;
достаточно высокую стоимость промышленно выпускаемых ТА (в некоторых случаях его цена, в зависимости от параметров, может превышать стоимость самого котла).

Интересное решение: теплоаккумулятор в интерьере дома.

В случае с электрокотлом, ТА включается на полную мощность ночью, когда тарифы на электроэнергию значительно ниже. Днем, когда котел отключен, обогрев помещений осуществляется за счет тепла, накопленного за ночь.

Для газовых котлов экономия достигается за счет попеременного использования самого котла и ТА. При этом газовая горелка включается гораздо реже, что обеспечивает меньший расход газа.

Нежелательна установка теплонакопителя в отопительных системах, где требуется быстрый и или кратковременный нагрев помещения, так как этому будет мешать повышенная инерционность системы.

Схема обвязки

Теплогенератор не может правильно функционировать без обвязки.

Теплогенератор устанавливается параллельно котлоагрегату и отопительному контуру в разрыв между ними. Обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью включает в себя два циркуляционных насоса для котлового и отопительного контура, трехходовой клапан (на котловой контур) и балансировочный кран (на отопительный контур), расширительный бак, подрывной и дренажный клапан, манометр.

Трехходовой термостатический клапан на котловом контуре создает движение теплоносителя по малому контуру, до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После нагрева теплоносителя, клапан перекрывает движение горячего теплоносителя, и открывает путь для движения обратки из теплоаккумулятора. Устанавливается между подачей и обраткой на котловом контуре.
Балансировочный кран позволит регулировать температуру обратки путем подмешивания к ней горячего теплоносителя, дабы исключить образование на теплообменнике котла конденсата. Балансировочный кран на отопительном контуре защищает радиаторы от перегрева путем уменьшения подачи теплоносителя (в обход отопительной системы) на обратку.
Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя.
Подрывной и дренажный клапан – это группа безопасности, которая работает в случае чрезмерного давления теплоносителя. Манометр – элемент группы безопасности, который показывает давление в системе.
Фильтр грубой очистки обратки ставится для защиты трехходового крана

Схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью, как правило, включает в себя циркуляционные насосы, которые перемещают теплоноситель по контурам.

Совет: Для правильной работы системы необходимо чтобы производительность насоса отопительного контура была несколько выше, чем производительность котлового насоса. Для дома, площадью до 300м2, необходимые параметры котлового насоса 25/40; (25 мм диаметр подключения, 40 – напор 4 м.); параметры насоса на отопительный контур 25/60 (25 мм диаметр подключения, 40 – напор 6 м.).Точная регулировка производится после первичного запуска системы.

Не стоит забывать и об установке на подающий патрубок клапана охлаждения, который при превышении температуры теплоносителя выше 90°С, подмешивает в него водопроводную воду.

Грубый расчет буферной емкости твердотопливного котла производится по алгоритму: на 1 кВт мощности котельной установки необходим бак, объемом от 20 до 40 литров. Именно такие показатели позволяют системе работать наиболее эффективно. Можно рассчитать объем бака более точно (до литра), но тогда вам придется учитывать: отапливаемую площадь, рассчитать теплопотери жилища при различных погодных условиях, выяснить количество теплоносителя, которое необходимо системе на час работы в условиях наиболее низкой температуры в вашем регионе. Время между топками котельной установки нужно умножить на расчетное значение. Полученный результат и будет необходимым для вашей системы объемом теплоаккумулятора.

Изготовление твердотопливного котла своими руками

Твердотопливный котел для частного дома чисто теоретически можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимо взять большую 300-мм трубу, от которой отрезается метровый кусок. Из стального листа нужно вырезать дно по диаметру трубы и приварить элементы. Ножками котла могут выступить 10-сантиметровые швеллеры.

Изготавливая твердотопливный котел для частного дома, вы должны будете выполнить распределитель воздуха в виде окружности из листа стали. Ее диаметр должен быть меньше, чем труба на 20 мм. В нижнюю часть круга необходимо приварить крыльчатку из уголка. Размер его полки должен составить 50 мм. Для этого подойдет и швеллер с такими же размерами. В центральную верхнюю часть распределителя следует приварить 60-миллиметровую трубу, которая должна располагаться выше котла. В середине диска распределителя проделывается отверстие по трубе, чтобы образовался сквозной тоннель. Он необходим для подачи воздуха.

К верхней части трубы приделывается заслонка, которая будет обеспечивать регулировку подачи воздуха. Если перед вами встал вопрос о том, как сделать твердотопливный котел, то вы должны ознакомиться с технологией. Следующий этап указывает на необходимость выполнения нижней части оборудования, где будет располагаться дверь в зольник. Сверху прорезаются отверстия. В этом месте приваривается труба на 100 мм. Вначале она будет идти под некоторым углом в сторону. Затем вверх на 40 см, а после строго вертикально. Через перекрытие проход дымохода должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности.

Завершение изготовления котла сопровождается работой над верхней крышкой. В ее центральной части должно располагаться отверстие для трубы распределителя. Прилегание к стенке оборудования должно быть плотным. Попадание воздуха здесь исключено.

Изготовив твердотопливный котел длительного горения на дровах, вы должны будете разжечь его в первый раз. Для этого снимают крышку, поднимают регулятор, а оборудование заполняют доверху. Топливо обливают горючей жидкостью. Внутрь бросают горящую лучину через трубу регулятора. Как только топливо разгорится, поток воздуха необходимо будет снизить до минимума, чтобы дрова начали тлеть. Как только произойдет возгорание газа, котел запустится.

Как работает система отопления с теплоаккумулятором

Теплоаккумулятор для котлов отопления – это часть системы отопления, предназначенная для увеличения времени между загрузками твердого топлива в котел. Он представляет собой резервуар, в который нет доступа воздуха. Он утеплен и имеет достаточно большой объём. В тепловом аккумуляторе для отопления всегда есть вода, она же циркулирует по всему контуру. Конечно, в качестве теплоносителя может быть и незамерзающая жидкость, но все же из-за своей дороговизны в контурах с ТА ее не используют.

Помимо этого в заполнении системы отопления с теплоаккумулятором антифризом нет смысла, так как такие резервуары ставятся в жилых помещениях. И суть их применения заключается в том, чтобы температура в контуре всегда была стабильной, а соответственно вода в системе теплой. Применение большого теплового аккумулятора для отопления в загородных домах временного проживания нецелесообразно, а от маленького резервуара толку мало. Это связано с принципом работы аккумулятора тепла для системы отопления.

ТА находится между котлом и системой отопления. Когда котел нагревает теплоноситель – он попадает в ТА;
затем вода поступает по трубам в радиаторы;
обратка возвращается в ТА, а затем сразу в котел.

Чтобы ТА выполнял свою основную функцию аккумулирования тепла, эти потоки нужно перемешивать. Сложность заключается в том, что высокая температура всегда поднимается, а холод стремится опуститься. Нужно создать такие условия, чтобы часть тепла опускалась ко дну теплового аккумулятора в системе отопления и нагревала теплоноситель обратки. Если температура выровнялась во всём резервуаре, то он считается полностью заряженным.

После того как котел выпалил все что в него загрузили, он перестает работать и в дело вступает ТА. Циркуляция продолжается и он постепенно отдает свое тепло через радиаторы в помещение. Все это происходит до того момента, пока в котел опять не поступит очередная порция топлива.

Если накопитель тепла для отопления маленький, то его запаса хватит совсем ненадолго, при этом время нагрева батарей увеличивается, так как объём теплоносителя в контуре стал больше. Минусы использования для домов временного проживания:

увеличивается время прогрева помещения;
больший объём контура, что делает заполнение его антифризом дороже;
более высокие расходы на монтаж.

Как вы понимаете заполнять систему и спускать воду каждый раз, когда вы приезжаете на свою дачу, по меньшей мере, хлопотно. Учитывая, что один только бак будет литров 300. Ради нескольких дней в неделю идти на такие меры бессмысленно.

В резервуар встраиваются дополнительные контуры – это металлические трубы-спирали. Жидкость в спирали, не имеет прямого контакта с теплоносителем в теплоаккумуляторе для отопления дома. Это могут быть контуры:

ГВС;
низкотемпературного отопления (теплый пол).

Таким образом, даже самый примитивный одноконтурный котел или даже печка может стать универсальным нагревателем. Он обеспечит весь дом необходимым теплом и горячей водой одновременно. Соответственно производительность нагревателя будет использована в полной мере.

В серийных моделях, изготовленных в производственных условиях, встраиваются дополнительные источники подогрева. Это тоже спирали, только они называются электрическими тэнами. Их зачастую несколько и они могут работать от разных источников:

электросеть;
солнечные батареи.

Такой подогрев относится к дополнительным опциям и не является обязательным, учитывайте это, если решили сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками.

Список источников