Буферная емкость для системы отопления

26-03-2017 | Виктор

В системах отопления разного предназначения и на разных источниках тепла иногда используются буферные емкости. Этот элемент в сети теплоснабжения представляет собой бак в котором аккумулируется горячая вода или другой теплоноситель. Буферная емкость – это, фактически, аккумулятор тепла, который позволяет сгладить неравномерность потребности энергии в разное время суток и сохранять его на некоторое время.

Для всех ли систем возможно применение этого элемента? Какие особенности выбора емкости заводского изготовления, и можно ли ее сделать самостоятельно? Эти и другие вопросы, в том числе и принципы расчета, рассмотрим подробнее.

Применение буферной емкости в системе отопления

буферная емкость в системе отопления

Как уже говорилось, буферная емкость для отопления применяется в первую очередь для аккумулирования вырабатываемого тепла и распределения его равномерно по потребностям и теплопотерям весь период эксплуатации. Применение такой емкости позволяет создать систему с некоторыми преимуществами перед аналогичными сетями без нее. Например:

  • Обеспечение постоянного объемного расхода в отопительном контуре. При этом вторичный контур на отопительных приборах может регулироваться автоматикой и объемный расход в нем изменяться с течением времени. Это позволяет уменьшить инерционность системы и убрать необходимость резкого изменения тепловой производительности котла или другого оборудования. Это важно в системах, в которых трудно моментально изменить мощность отопительного агрегата. Например, при применении твердотопливного котла, когда при срабатывании терморегулирующих вентилей на вторичном контуре резко уменьшается проток воды через них, но остановить котел или резко уменьшить его производительность, согласно требуемой мощности, затруднительно. Весь избыток тепла от сгорания топлива аккумулируется в буферной емкости.
  • Буферная емкость для системы отопления позволяет сгладить перерывы в подаче тепла при отсутствии электроэнергии или ее ограничении. Например, при использовании электрических котлов или тепловых насосов, возможна их работа с многотарифными счетчиками. В таком случае ночью электричество дешевле и целесообразно включать систему для аккумуляции тепла в ночной период, а днем использовать нагретую в буферной емкости воду.
  • Аналогично емкость работает и при остановке отопительного прибора по другим причинам. Например, позволяет сохранить тепло после сгорания всего топлива.

Каждая сфера применения требует грамотного расчета необходимого объема. Объем зависит и от типа теплогенератора, и от назначения емкости.

Схемы сетей с буферной емкостью

Существуют разные типы буферных накопителей. Это и простые баки с входными и выходными патрубками, по которым циркулирует вода по одному контуру и перемешивается. Их чаще всего применяют для твердотопливных котлов или для контура горячего водоснабжения. Например, схема подключения буферной емкости к твердотопливному котлу выглядит так:

  1. Теплогенератор, который является или твердотопливным котлом, или любым другим отопительным агрегатом. Нагретая вода от него напрямую попадает в буферную емкость.
  2. Буферный накопитель в таком случае представляет собой обычную пустотелую утепленную емкость, горячая вода из которой дальше циркулирует во вторичном контуре отопления или подается на горячее водоснабжение.
  3. Расширительный бак, который позволяет поддерживать давление в системе.
  4. Запорная и регулирующая арматура.
  5. Циркуляционные насосы в отопительном и вторичном контуре.
  6. Потребители тепла – радиаторы, теплый пол, другие приборы.
схема подключения буферной емкости

Такая схема проста и не требует особого расчета. Необходимо лишь правильно подобрать емкость бака.

Существуют и накопительные емкости, в которых встраиваются теплообменники. В таком случае вода от теплогенератора напрямую попадает в бак и нагревает уже содержащуюся в нем воду. Теплогенератором может быть как котел, так и солнечный коллектор, тепловой насос или другое оборудование. В баке может быть не один, а несколько теплообменников для горячего водоснабжения и разных контуров отопления.

В такой системе может быть не одна, а несколько буферных емкостей, которые дублируют и заменяют друг друга. Также возможно применение нескольких разных отопительных теплогенераторов, от разных источников энергии. Это позволяет уменьшить зависимость от энергоресурсов. Например, в одной системе возможно использование твердотопливного котла, солнечного коллектора, теплового насоса.

С помощью системы трубопроводов энергия из этих источников нагревает воду в буферной емкости, которая потом через систему теплообменников передается дальше на теплый пол, отопительные приборы или греет проходящую воду горячего водоснабжения.

Такие сложные системы требуют применения качественных и надежных устройств регуляции и автоматики. Необходимо большое количество датчиков, циркуляционных насосов и других приборов, которые будут отслеживать температуру, давление и другие параметры сети.

Важно понимать, что необходимо использовать только качественные емкости, на которых исправно работают защитные элементы, которые не позволяют температуре воды и давлению подниматься выше опасного предела.

Большинство буферных емкостей производятся промышленным способом из стальных баков с антикоррозийным покрытием, теплоизоляции и защитных элементов. Можно ли изготовить буферную емкость своими руками для твердотопливного котла, как чаще всего используемого агрегата? Рассмотрим этот вопрос.

Буферный накопитель своими руками

Как уже выяснили, буферная емкость, по сути, представляет собой бочку или бак, в котором могут быть устроены различное количество теплообменников, термодатчиков и спускной клапан для сброса излишнего давления. Заводские изделия снабжаются всем необходимым инструментарием и изготовляются из стали с различным покрытием и утеплителем.

Стоимость теплоаккумуляторов может достигать довольно внушительных сумм и зависит от емкости и количества теплообменников. Но можно ли изготовить буферную емкость для твердотопливного котла своими руками без потери функциональности, сэкономив при этом финансы? Вопрос непростой. В первую очередь возможность зависит от доступности инструментов, материалов и опыта работы мастера. Для самостоятельного изготовления необходимо:

  • Подобрать уже готовый бак из подходящего материала, который будет соответствовать заданной емкости, или рассчитать количество материалов для изготовления емкости самостоятельно из листовой стали. Сложность в том, что желательно использовать материал, который не подвергается коррозии. Например, нержавеющую сталь, но она довольно дорогая. Теплоаккумулятор из обычной черной стали будет дешевле, но для него необходимо использовать теплообменники, чтобы вода из него не попадала в систему отопления. Так как там будет происходить коррозия.
  • Качественно сварить емкость без допущения утечек. При использовании нержавеющей стали необходимо применять аргоновую сварку. Черная сталь в основном применяется толщиной от 4 мм, что также накладывает отпечаток на сложность работы и возникает необходимость привлечения высококлассного сварщика.
  • Найти медную или нержавеющую гофрированную трубу подходящего диаметра для изготовления теплообменников. Из трубы сворачивается спираль, которая погружается в бак. По ней будет циркулировать вода от котла и по контуру отопления. Медь также довольно дорогой материал.
  • Качественно устроить врезки и патрубки для подключения подводящих и отводящих трубопроводов.
  • Грамотно утеплить емкость по всей поверхности.
  • Установить спускной клапан и температурные датчики в верхней и нижней зонах.

Все эти процессы довольно трудоемкие и требуют знаний и опыта. А при любой ошибке возникает опасность выхода из строя всей системы. Если вы не уверены в своих силах, лучше приобрести емкость заводского изготовления. Тем более что в большинстве случаев разница в цене будет не так уж высока.

Как же подобрать объем бака для разных систем? Правильный выбор изделия необходим как для покупки заводского, так и для его изготовления самостоятельно.

Расчет теплоаккумулятора

Расчет емкости буферного накопителя требует тщательности. В первую очередь необходимо определить для каких целей будет применяться емкость. Если для уменьшения инерционности при работе твердотопливного котла, применяются одни формулы, для работы при отсутствии электроэнергии в тепловых насосах – другие. В первую очередь рассмотрим систему с твердотопливным котлом.

Как вариант, можно применить простейшую формулу, которая позволяет приблизительно подобрать емкость бака в зависимости от мощности котла. Например, рекомендуется подбирать объем теплоаккумулятора в пределах 40–80 л на 1 кВт мощности котла. Этот метод прост, но не надежен.

Существуют также метод, который позволяет определить объем емкости в зависимости от количества топлива, одноразово загружаемого в котел.  Формула выглядит таким образом: V=13,5*Q*t, где

  • V – емкость,
  • Q – мощность котла,
  • t – время выгорания топлива.

При расчете и устройстве бака по этому методу емкость получается такого объема, что должна забрать все тепло сгоревшего топлива при максимальной загрузке.

Так как во время отопительного сезона требуется лишь небольшая часть от общей потребности в тепле, то при использовании с учетом средней температура наружного воздуха за отопительный период можно подобрать оптимальный режим системы. Для этого необходимо рассчитать емкость по какой формуле: V=2246*((2,5-Qn/Q))/(73-0,4*T)*Qn (Qn – расчетная отопительная нагрузка для объекта, T – расчетная температура «обратки»).

Тепловой насос требует немного других принципов выбора буферной емкости. Теплоаккумуляторы для таких систем подбирается исходя из разных принципов. Например, для оптимизации работы системы по времени можно использовать отношения 20–25 л полезного объема теплоаккумулятора на каждый кВт мощности теплового насоса.

Грамотно подобранная и изготовленная буферная емкость позволит устроить комфортную систему отопления без лишних затрат электроэнергии, топлива и денежных средств.

Рассказать друзьям:

Ваша оценка новости:

Все комментарии (0)
Добавить комментарий
X

Выбор города

X

Спасибо!

Ваш вопрос будет опубликован в ближайшее время

X

Вам нужно зарегистрироваться

Оставить комментарий может только
зарегистрированный пользователь

Регистрация
X

Разделы

Название раздела

Название раздела

Название раздела

Название раздела

Название раздела

Название раздела

Название раздела

Название раздела

X

Разделы

X

Ответить на комментарий

Ваш комментарий