Utilizarea acumulatorilor de căldură pentru sistemul de încălzire permite optimizarea combustiei combustibililor solizi în cazane. În cuvinte simple, dacă există un rezervor tampon - un acumulator de căldură, proprietarul de casă nu trebuie să viziteze deseori camera cazanului, iar lemnul de foc va fi ars în modul optim. Dar, pentru aceasta, capacitatea trebuie să fie selectată corect, iar apoi să fie fixată cu echipamente de încălzire, ceea ce va cauza cu siguranță dificultăți pentru o persoană neștiută. Prin urmare, merită să înțelegeți în detaliu ce este un acumulator de căldură pentru un cazan cu combustibil solid, cum să îl alegeți și să îl conectați la încălzirea unei case private.
Ce este capacitatea tampon?
De fapt, un acumulator de căldură proiectat pentru un sistem de încălzire este un rezervor metalic obișnuit de capacitate estimată, acoperit cu un strat termoizolant. În cele mai simple modele fabricate, există doar duze pentru conectarea unui lichid de răcire și mânecile pentru instalarea termometrelor. Termometrele sunt deja integrate în rezervoare-tampon, în timp ce cele mai scumpe produse sunt echipate cu schimbătoare de căldură sub formă de bobine. Dispozitivul unui astfel de acumulator de căldură este prezentat în figura:
După cum puteți vedea, proiectarea rezervorului tampon nu este deosebit de dificilă, de aceea diferiți meșteri - meșteri adaptați să o facă cu propriile mâini, așa cum este descris într-un subiect separat.
Scopul bobinelor este de a încălzi apa pentru a furniza apă caldă menajeră și de a conecta surse alternative de energie termică - colectoare solare. Este clar că această funcție este cerută numai în condiții meteorologice favorabile în regiunea de reședință. În general, rezervorul tampon al cazanului de încălzire este conceput pentru a rezolva astfel de probleme:
- Crearea condițiilor pentru funcționarea unui cazan TT cu eficiență maximă și emisii minime.
- Funcționarea confortabilă a generatorului de căldură, atunci când nu este necesar să aruncați lemne de foc în cuptor la fiecare 4-6 ore, inclusiv ora de noapte.
- Încălzirea și furnizarea apei potabile de 1-2 consumatori (opțiune).
Majoritatea producătorilor de echipamente de încălzire cu combustibil solid indică în documentația atașată că este foarte recomandat să conectați un acumulator de căldură la cazanul TT. Motivul este acesta: unitatea obține cea mai mare eficiență cu un mod de operare aproape de maxim. Și deoarece excesul de căldură generată trebuie plasat undeva înainte de a fi introdus în sistemul de încălzire, va fi nevoie de un rezervor tampon cu apă.
Fără un acumulator termic, încercăm să „strangulăm” unitatea termică în toate modurile posibile, limitând alimentarea cu aer de ardere. Acest lucru nu numai că reduce eficiența sa la 40% (ca o sobă cu potbelly), dar provoacă, de asemenea, eliberarea de monoxid de carbon toxic în atmosferă. Din această cauză, unele țări europene au interzis arderea lemnului și a cărbunelui în cazanele de încălzire fără rezervor tampon.
Cu vizite mai rare în camera cuptorului, totul este clar: căldura acumulată în rezervor va fi cheltuită pentru încălzirea casei mult timp, cu condiția ca volumul acesteia să fie calculat corect. În plus, atunci când un cazan cu combustibil solid lucrează în combinație cu un acumulator de căldură, probabilitatea de supraîncălzire și fierbere a apei în mantaua unității este redusă la aproape zero.
Pe lângă interacțiunea cu generatoarele de căldură din lemn, acumulatorii de căldură pot fi folosiți și cu cazane electrice. Acest lucru are sens atunci când energia electrică consumată noaptea este considerată la un ritm de 2-3 ori mai mic decât de obicei. Pentru perioada în care acest tarif este în vigoare, instalația electrică va putea „încărca” complet acumulatorul de căldură și va oferi această energie să încălzească casa în timpul zilei.
Cu această opțiune, rezultatele calculului anterior al puterii cazanului electric vor trebui dublate, astfel încât transferul său de căldură să fie suficient pentru a încălzi casa și a încărca rezervorul la o noapte.
Calcularea capacității tamponului
Principalul criteriu prin care este selectat un rezervor tampon pentru un cazan cu combustibil solid este volumul său, determinat prin calcul. Valoarea sa depinde de astfel de factori:
- sarcină termică pe sistemul de încălzire al unei case private;
- puterea cazanului de încălzire;
- durata preconizată a funcționării fără ajutorul unei surse de căldură.
Înainte de a calcula capacitatea acumulatorului de căldură, este necesar să se clarifice toate punctele enumerate, începând cu puterea termică medie pe care sistemul o consumă în perioada de iarnă. Puterea maximă nu trebuie luată pentru calcul, aceasta va duce la o creștere a dimensiunii rezervorului și, prin urmare, la o creștere a costului produsului. Este mai bine să suportați neplăcerile și să încărcați căminul de foc câteva zile pe an mai mult decât să plătiți un preț nebun pentru un acumulator de căldură mare, care va fi folosit irațional. Și va ocupa prea mult spațiu.
Opinia expertului. Pentru a furniza energie termică unei case cu o suprafață de 200 m², este suficient un rezervor tampon care conține 1 tonă de lichid de răcire și acesta este un volum de 1 m³. Afirmația este valabilă pentru zona de mijloc a Federației Ruse, în regiunile mai sudice sau nordice, alinierea va fi diferită.
Funcționarea normală a sistemului de încălzire cu un acumulator de căldură este imposibilă atunci când sursa de căldură are o marjă mică de putere. În acest caz, nu veți mai putea „încărca” complet bateria, deoarece generatorul de căldură trebuie să încălzească simultan casa și să încarce rezervorul. Amintiți-vă că selectarea unui cazan cu combustibil solid pentru conducte cu un acumulator de căldură implică o dublă furnizare de energie termică.
Se propune să se studieze algoritmul de calcul folosind un exemplu de casă cu o suprafață de 200 m² cu un timp inactiv al cazanului de 8 ore. Se presupune că apa din rezervor se încălzește până la 90 ° C, iar în timpul operației de încălzire se răcește până la 40 ° C. Pentru a încălzi o astfel de zonă în timpul cel mai rece, vor fi necesare 20 kW de căldură, iar consumul său mediu va fi de aproximativ 10 kW / h. Aceasta înseamnă că bateria trebuie să acumuleze 10 kW / h x 8 h = 80 kW de energie. În plus, calculul volumului acumulatorului de căldură pentru un cazan cu combustibil solid se realizează prin formula pentru capacitatea de căldură a apei:
m = Q / 1.163 x Δt, unde:
- Q este cantitatea estimată de energie termică care trebuie acumulată, W;
- m este masa de apă din rezervor, kg;
- Δt - diferența dintre temperaturile inițiale și cele finale ale lichidului de răcire din rezervor este de 90 - 40 = 50 ° C;
- 163 W / kg ° C sau 4,187 kJ / kg ° C este căldura specifică a apei.
Pentru exemplul considerat, masa de apă din acumulatorul de căldură va fi:
m = 80.000 / 1.163 x 50 = 1375 kg sau 1,4 m³.
După cum puteți vedea, ca urmare a calculelor, dimensiunile capacității tamponului ies mai mult decât recomandă expertul. Motivul este simplu: datele de sursă inexacte au fost luate pentru calcul. În practică, mai ales când casa este bine izolată, consumul mediu de căldură pentru o suprafață de 200 m² va fi mai mic de 10 kW / h. De aici concluzia: pentru a calcula corect dimensiunile acumulatorului de căldură pentru un cazan de combustibil solid, este necesar să folosiți date inițiale mai precise despre consumul de căldură.
Pentru trimitere. Există, de asemenea, o metodă de calcul mărită, conform căreia pentru fiecare kW de putere termică a cazanului există 25 l din volumul acumulatorului de căldură.
Selecția de stocare a căldurii
Criteriile rămase pentru alegerea capacității nu sunt atât de importante și se referă mai ales la diferite opțiuni. Una dintre ele este o apă de încălzire încorporată pentru nevoile gospodăriei. Poate fi util dacă nu există alte mijloace de încălzire, dar pentru costuri mari în rețeaua de apă, această metodă nu este potrivită. În plus, schimbătorul de căldură va elimina o parte din „încărcarea” acumulatorului de căldură, reducând durata de viață a bateriei.
O opțiune utilă este un element de încălzire integrat în partea superioară a rezervorului, capabil să mențină temperatura lichidului de răcire la un anumit nivel.Datorită încălzirii electrice, sistemul nu se decongelează în caz de accident și poate chiar încălzi casa timp de ceva timp după ce bateria este „descărcată” și centrala încă nu a fost pornită.
A doua bobină pentru conectarea sistemului solar este utilă numai în regiunile sudice, unde activitatea solară vă va permite să încărcați acumulatorul de căldură. Dar ceea ce ar trebui să acordați atenție atunci când alegeți este presiunea de lucru a rezervorului. Trebuie avut în vedere faptul că majoritatea cazanelor de combustibil solid sunt proiectate pentru o presiune a jachetei de până la 3 Bar, ceea ce înseamnă că rezervorul tampon trebuie să reziste cu ușurință la aceeași cantitate.
Diagrame de cablaj
Există multe modalități de a lega un cazan cu combustibil solid cu un acumulator de căldură și un sistem de încălzire. Dar toate sunt derivate ale circuitului de bază prezentat mai jos. Cu ajutorul său, este ușor să-ți dai seama cum funcționează aceste unități în perechi și apoi montezi totul singur.
Un punct important. Capacitatea reală a pompei de circulație a circuitului cazanului trebuie să fie puțin mai mare decât cea a unității de pompare a circuitului de încălzire. Respectarea acestei condiții va permite fluxurile din interiorul acumulatorului de căldură să se deplaseze în direcția corectă (arătată în diagrama de săgeți albe).
De fapt, pompa de alimentare va fi mai puternică decât centrala, și de aceea. Rezistența rețelei de conducte și calorifere este mai mare de 3-5 m conducte de la un cazan cu combustibil solid la un acumulator de căldură. Unitatea are nevoie de putere și presiune mai mari pentru a depăși această rezistență. Prin urmare, o pompă de circuit a cazanului mai slabă poate oferi un debit mai mare, trebuie doar să configurați corect ambele unități. Există 2 opțiuni pentru soluționarea problemei:
- Când utilizați pompe cu 3 trepte, puteți ajusta performanța lor prin comutarea vitezei.
- Puneți la intrarea returului din sistem în rezervorul tampon o supapă de echilibrare, cu care să se regleze.
Încălzirea simultană a dispozitivelor de încălzire și încărcarea strat cu strat a acumulatorului de căldură este posibilă atunci când fluxurile din interiorul rezervorului se mișcă orizontal, cu o ușoară predominanță din cazanul cu combustibil solid. Se pune întrebarea - cum să verificați acest lucru? Există un răspuns: la ambele intrări ale întoarcerii în rezervor este necesar să se pună termometre (ca în diagramă) și să se efectueze reglarea prin comutarea vitezei pompelor sau prin rotirea valvei de echilibrare. O condiție importantă: supapa cu trei căi a rețelei de încălzire trebuie să fie complet deschisă manual.
Schema alternativă
Această schemă de legare a rezervorului tampon și a cazanului cu combustibil solid a fost propusă de unul dintre participanții la popularul forum. Particularitatea sa constă în faptul că, atunci când este oprită, operaționalitatea circuitului este menținută, deși pentru aceasta trebuie să plătiți cu diametre crescute ale țevilor de oțel. Figura de mai jos arată conexiunea acumulatorului de căldură la un sistem de încălzire închis, însă în timpul instalării este mai bine să îl deschidem, după cum spune autorul însuși.
Pe scurt, esența este aceasta: datorită intrării în formă de T din partea de sus a rezervorului, caloriferele sunt încălzite simultan și acumulatorul termic realizat de unul singur este „încărcat”. Pompa circuitului cazanului este controlată de un senzor aerian de pe linia de alimentare, inclusiv unitatea, când atinge o temperatură de 60 ° C. Circulația în rețea depinde de termostatul de cameră cu care este conectată pompa de rețea.
Notă. Schema de împletire propusă a fost verificată de creatorul său din propria experiență. Toate detaliile instalării și funcționării sale sunt descrise de autor pe forum.
Concluzie
Faptul că acumulatorul de căldură îmbunătățește condițiile de funcționare ale unui cazan convențional cu combustibil solid nu poate fi negat. Acesta din urmă arde combustibil cu eficiență maximă, iar după încălzire, numărul de deplasări în camera cazanului este redus la minimum. Un alt lucru este că această plăcere nu este ieftină, din cauza căreia ponderea leului de baterii care lucrează în case private este de casă.