Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками: теория и практика


Устройство и принцип работы

В простейшей конструкции буферная емкость (теплоаккумулятор, бак-аккумулятор) представляет собой теплоизолированный металлический бак с четырьмя патрубками: два для котлового контура и два, для контура отопительной системы.

В верхней части устройства, расположен подрывной клапан, который, в случае необходимости, стравливает избыток давления. В днище данного устройства устанавливается дренажный кран, благодаря которому можно сливать теплоноситель. В некоторых моделях теплогенератора предусматривается наличие электрического ТЭНа и (или) змеевика, для подогрева теплоносителя от других источников тепла. Достаточно часто в верхней части конструкции располагается теплообменник, благодаря которому производится подогрев воды для ГВС дома.

Принцип действия данного устройства следующий: бак заполнен теплоносителем. При запуске котла циркуляционный насос котлового контура подает из нижней части теплоаккумулятора охлажденный теплоноситель, который после нагрева поступает в верхнюю часть буферной емкости. Горячий теплоноситель легче холодного, поэтому он всегда находится в верхней части бака. Пока твердотопливный котел работает по малому кругу (только через буферную емкость) происходит постепенное замещение холодного теплоносителя горячим.


После того, как весь теплоноситель прогрелся, включается циркуляционный насос отопительного контура, нагретый теплоноситель из верхней части бака начинает поступать в систему отопления. Остывшая обратка поступает в нижнюю часть бака-аккумулятора, а оттуда – в котлоагрегат.Принцип работы буферной емкости

Из-за разницы в плотности, горячий и холодный теплоноситель в буферной емкости практически не смешивается.

Основные достоинства такой схемы отопления в том, что при остановке котла данная система еще некоторое время будет снабжать радиаторы горячим теплоносителем. Правильный подбор буферной емкости для твердотопливного котла позволяет значительно увеличить время между топками котла, уменьшить расход топлива и сэкономить средства. Кроме этого, использование этого устройства позволит сгладить температурные колебания в котловом и отопительном контуре.

Недостатком отопления с теплоаккумулятором является то, что между запуском котла и прогреванием радиаторов проходит достаточно большой период. В зависимости от температуры в помещении и емкости бака, такое время может составлять 2-4 часа.

Немного отвлечёмся, так как хотим сообщить вам, что нами был составлен рейтинг твердотопливных котлов по модеям. Подробнее вы сможете узнать из следующих материалов:


  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — отечественные производители
  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — зарубежные производители

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.Обвязка котла с буферной емкостью

  1. 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.

  2. 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.
  3. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя.
  4. Подрывной и дренажный клапан – это группа безопасности, которая работает в случае чрезмерного давления теплоносителя. Манометр – элемент группы безопасности, который показывает давление в системе.
  5. Фильтр грубой очистки обратки ставится для защиты трехходового крана
  6. 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.

  7. 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.

Как самостоятельно сделать бак-аккумулятор

Самостоятельная сварка бакаВ связи с тем, что данные установки достаточно дороги, то многие наши соотечественники спрашивают: «Как сделать буферную емкость для твердотопливного котла своими руками?» В принципе, нет ничего невозможного для человека с «прямыми руками», знаниями основ теплотехники, обладающего необходимым материалом, инструментом, навыками его использования и неприличным количеством свободного времени.

Если вы всем вышеперечисленным обладаете, то необходимо:


  • сварить герметичную емкость необходимого объема; Использовать необходимо нержавеющую сталь, толщиной не менее 1,5 мм.
  • сделать врезку штуцеров, диаметром 1 дюйм и с необходимой резьбой для соединения с котельным оборудованием и отопительной системой;
  • врезать в верхнюю часть устройства подрывной клапан, а в днище дренажный кран;
  • теплоизолировать бак базальтовым волокном, толщиной 100 мм.
  • сварить кожух из тонкой оцинкованной стали, опираясь на внешние размеры теплоизолированного бака.
  • Установить устройство на ножки.
  • Окрасить устройство.

Исходя из опыта, сэкономить на том, чтобы изготовить своими руками теплоаккумулятор для твердотопливного котла, не получится. Практически за те же деньги новый бак-аккумулятор будет более безопасным, долговечным и функциональным.

Что такое буферная ёмкость отопительной системы. Её устройство и основные задачи

Буферная, или аккумулирующая емкость (термоаккумулятор) – это устройство, служащее для создания рационального графика выработки и использования тепла в домах с автономной системой отопления. Устройство теплового аккумулятора напоминает бытовой термос при его многократном увеличении. Это бак цилиндрической формы, покрытый изолирующим слоем термостойкого поролона. Высота бака-термоаккумулятора в несколько раз больше диаметра.


Основная цель применения буферной емкости – оптимизация теплового режима всего отапливаемого строения при одновременном снижении расходов на отопление. В период активной работы нагревательного элемента системы, которым может служить твердотопливный или электрический котел, буферная емкость накапливает тепловую энергию, а при выключенном состоянии нагревателя – отдает её, поддерживая требуемую температуру и обеспечивая горячее водоснабжение.

За счет чего происходит экономия затрат на обогрев при наличии термоаккумулятора

Термоаккумулятор позволяет поддерживать необходимый тепловой режим помещения в интервалах выключения теплового котла, например ночью. Он также помогает сгладить неравномерность выработки тепла в разных фазах работы котла: разгорания, рабочего режима и затухания.

Экономим
Буферная емкость сохраняет ваши деньги!

При использовании котла с электрическим нагревом целесообразно запрограммировать его на работу в основном или исключительно ночью, когда тарифная плата за электроэнергию в несколько раз ниже, чем днем. При этом желаемый график работы отопительного котла может автоматически поддерживаться приборами управления.

Практика показывает, что при наличии теплового аккумулятора в отопительной системе экономия составляет от 10-15% при использовании для отопления газа, дров или угля до 30% в случае использования электроэнергии.


Дополнительные преимущества наличия буферной емкости в отопительной системе

При работе твердотопливных отопительных котлов, особенно при ограничении подачи кислорода вмонтированным в них воздушным клапаном, в зоне горения образуются вредные химические соединения (кислоты, деготь). Применение термоаккумуляторов, уменьшая требуемое время горения топлива в этих котлах, снижает объем вредных выбросов. Данный фактор настолько важен, что в европейских странах в настоящее время запрещена установка твердотопливных нагревательных систем без буферной емкости.

Схема системы с буферной емкостью
Схема системы с буферной емкостью

Кроме того, уменьшая требуемую длительность активной работы нагревательного котла, термоаккумуляторы увеличивают срок его службы и предохраняют его от таких катастрофических последствий, как прогорание или взрыв.

Недостатки систем с термоаккумуляторами


К недостаткам систем с термоаккумуляторами можно отнести необходимость дополнительного помещения для их установки вблизи отопительного котла, а также дополнительные трудности при транспортировке и монтаже этого тяжелого и крупногабаритного элемента.

Расчет объема буферной емкости

Исходными данными при определении требуемого объема буферной емкости служат площадь дома и зависимость теплопотерь от температуры наружного воздуха. По этим данным высчитывается требуемый объем воды, проходящей по отопительной системе за один час при наиболее низкой температуре воздуха, и результат умножается на период между топками в часах. Расчет упрощается для уже имеющейся отопительной системы, для которой известен общий объем в литрах и желаемый график отопления. Существует целый ряд методик упрощенного расчета параметров тепловой системы индивидуального дома в зависимости от его размеров и климатических условий.

Практика показывает, что для дома в 200 м2 при внешней температуре -25°C требуется котел мощностью 25–32 кВт с буферной емкостью 1000 л.

Буферная емкость
Объем буферной емкости зависит от потребления


Использованные источники

  1. domkotlov.by/stati/stati-po-teploakkumulyatoram/xochu-teploakkumulyator-i-bojler-kak-syekonomit
  2. otivent.com/teploakkumuljator-svoimi-rukami
  3. ventilationpro.ru/sistemy-otopleniya/tverdotoplivnoe-otoplenie/bufernaya-emkost-dlya-tverdotoplivnogo-kotla-svoimi-rukami-teoriya-i-praktika.html
  4. pea.ru/docs/articles/bufernaya-emkost/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.