Vytápěcí systémy s tepelnými akumulátory

Obsah článku

• Co je to teplo akumulační zařízení
• Co dává instalace tepelného akumulátoru?
• Kritéria výběru pro vyrovnávací nádrž
• Výpočet tepelného akumulátoru
• Vlastnosti instalace a provozu

Existuje způsob, jak přiblížit pohodlí používání kotle na pevná paliva pohodlí, které poskytuje vytápění na zemní plyn. Akumulátor tepla nejen snižuje frekvenci zapalování, ale také poskytuje významné úspory v elektrickém vytápění pomocí systému s více tarify.

Co je to teplo akumulační zařízení

Úkolem zachování tepelné energie je jeden z nejnaléhavějších problémů ve světovém energetickém sektoru. Za prvé, jeho řešení je vyžadováno pro optimalizaci provozu systémů přeměny sluneční energie, ale stejný problém je také v běžných domácnostech. Někteří majitelé venkovských domů nejsou přitahováni myšlenkou stát se hasičem, zatímco ti, kteří používají elektřinu k vytápění, se primárně zabývají snižováním nákladů.

Všechny tyto úkoly lze vyřešit instalací tepelného akumulátoru, který akumuluje energii v režimu aktivního provozu ohřívače a poté jej dlouhodobě přenáší do systému. Aby nedocházelo k nejasnostem, je třeba hned poznamenat, že tepelná akumulační zařízení jsou dvou typů:

1. Tepelné akumulátory magnezitu instalované v elektrických topných zařízeních.
2. Vyrovnávací nádrže s vodou – přírodní látka s nejvyšší tepelnou kapacitou.

První typ akumulace tepla je známý asi půl století a slouží jako náhrada za elektrické konvektory, kde je relevantní vícenásobná platba za elektřinu. Uložené teplo magnezitové skořápky je schopné dávat 8 až 12 hodin, vytápění domu během dne bez spotřeby elektřiny. Hlavní nevýhodou takových tepelných akumulátorů je potřeba přesně vypočítat tepelnou kapacitu individuálně pro každou místnost, s přihlédnutím k setrvačnosti stavebních konstrukcí, tepelným ztrátám a objemu vzduchu. Chyby ve výpočtech vedou k narušení klimatického režimu a v důsledku toho k absolutní nezpůsobilosti používání tepelných akumulátorů tohoto typu.

Vyrovnávací nádrž je vodní nádrž integrovaná do hydraulického topného systému. Ohřev vyrovnávacího chladicího média může být prováděn přímo – takové nádrže se nazývají jednookruhové nebo prostřednictvím tepelného výměníku, to znamená, že chladiva v různých obvodech jsou od sebe izolována. Univerzálnost zásobníku vody umožňuje jeho použití jak pro rovnoměrný přenos tepla v přechodných režimech, tak pro skladování energie během nočního tarifního období. Právě tento typ tepelných akumulátorů je pro ruského spotřebitele nejzajímavější a my se v něm budeme podrobně zabývat..

Co dává instalace tepelného akumulátoru?

Akumulátor tepla nelze klasifikovat jako upgrade systému vytápění rozpočtu. Průměrné náklady začínají od 120 do 140 tisíc rublů. a může dosáhnout půl milionu a uvedená cenová rozpětí je relevantní pro systémy, které dodávají teplo bydlení s plochou až 150 m². Vyvstává přirozená otázka: jaké je opodstatnění nákupu tak drahého vybavení??

Abyste pochopili proveditelnost instalace tepelného akumulačního zařízení, musíte dobře porozumět specifikům jeho provozu. Zaprvé je třeba si uvědomit, že neposkytuje hmatatelné výhody ve spojení s kotlem na zemní plyn, topný olej, tj. S automatickým doplňováním paliva. Má smysl instalovat tepelný akumulátor buď s elektrickými nebo pevnými palivovými jednotkami s ručním nakládáním, nebo ve spojení se solárními kolektory. V tomto pořadí lze rozlišit řadu výhod:

1. Zlepšení provozního komfortu kotle na pevná paliva – počet zákalů může být snížen na jeden den, což platí jak pro mimosezónu, tak pro nejchladnější pětidenní období.
2. Zvýšené úspory: kotel na pevná paliva při maximálním výkonu neztrácí teplo spolu s produkty spalování. Voda s nízkou teplotou cirkuluje ve svitku po celou dobu a účinně absorbuje generovanou energii.
3. Prodloužení životnosti kotle z důvodu ochrany před přehřátím. V režimu aktivního hoření plamenem zůstává tepelný výměník po celou dobu suchý – v důsledku nepřítomnosti kondenzátu je znečištění kouřových kanálů dehtem výrazně zpomaleno a je vyloučen vliv kyselin vytvořených při kontaktu kouře s kovem při kontaktu kouře s vlhkostí.
4. Pokud je systém napájen solárním kolektorem, je tepelný akumulátor nezbytný, protože díky němu je možné ohřívat obyvatelný objem nejen během dne, ale i v noci.
5. Konstrukční vlastnosti tepelného akumulátoru usnadňují implementaci systému TUV, a to i s recirkulací.

Kritéria výběru pro vyrovnávací nádrž

Jak již bylo zmíněno, cenové rozpětí pro tepelná akumulační zařízení se stejnou kapacitou jsou velmi vysoká. Abyste se mohli správně rozhodnout, musíte vědět, co určuje kvalitu a životnost zařízení. Materiál těla kontejneru má zásadní význam:

• Uhlíková ocel může být použita v systémech, které nemají pravidelné doplňování vody, což znamená, že kovové části nejsou trvale vystaveny rozpuštěnému kyslíku.
• Nerezová ocel má antikorozní vlastnosti, takový kontejner je zcela neschopný způsobit tvorbu kalů v systému a je považován za nejpokročilejší typ skladování tepla, ale je dražší než ostatní..
• Kovové pouzdro s polymerním povlakem – v tomto případě není odolnost základního materiálu nádrže vůči korozi kritická, protože ochranný obal zaručuje čistotu kapaliny. Musíte však být opatrní: některé polymerní sloučeniny mohou reagovat se speciálními nosiči tepla, navíc musí být tloušťka kovového pláště dostatečně vysoká, aby odolala mechanickému namáhání.

Konstrukce tepelných akumulátorů: 1 – přímé připojení obvodů; 2 – s jedním tepelným výměníkem; 3 – se dvěma tepelnými výměníky

Vyrovnávací nádrže vyrobené výhradně z plastu by neměly být brány v úvahu vážně. Taková skladovací zařízení nejsou schopna odolávat zátěži z kapaliny expandující při zahřívání, navíc mnoho polymerních materiálů při vysokých teplotách ztrácí své vlastnosti..

Důležitý je nejen samotný materiál, ale také strukturální vlastnosti případu. Nejlepší možností je válcový tvar s jednodílným vyraženým kulovým dnem. Dovážené zařízení se mimo jiné vyznačuje vyšší kvalitou svařování, je testováno zvýšeným hydraulickým tlakem před dodáním výrobků na trh. Složitost zařízení také hraje roli: nejjednodušší akumulátory jsou zahrnuty do systému přímo, ale pokud se pro vytápění používá speciální tepelný nosič, provádí se přenos tepla podle schématu: kotelní okruh – akumulace – topný okruh prostřednictvím tepelných výměníků. V tomto případě je ochrana proti zamrzání vody v zásobníku provedena instalací elektrického ohřívače, který udržuje pozitivní teplotu vody v klidovém režimu. Spotřeba energie je zanedbatelná díky nepřetržité tepelné izolaci vyrovnávací nádrže.

Další nuansou je typ a kvalita tepelné izolace, která také přímo ovlivňuje náklady. Rozpočtové modely jsou oblečeny v plášti z minerální vlny a expandovaném polystyrenu – nejvhodnější materiály z hlediska trvanlivosti a požární bezpečnosti. Vyspělejší modely mají tepelnou izolaci z polyuretanové pěny a nejdražší jsou polyisokyanurát. Tyto materiály si uchovávají teplo lépe než ostatní, v provozních podmínkách pohonu slouží desítky, ne-li stovky let, přičemž nepředstavují hrozbu vzniku požáru..

Náklady na zařízení pro akumulaci tepla mohou ovlivnit také následující volitelné doplňky:

• Pevná skořepina pro zlepšení estetiky a ochranu tepelné izolace před mechanickým poškozením.
• Přítomnost elektrického topného článku nebo odbočky pro jeho instalaci.
• Další odbočky z ohřívače TUV nebo další výměníky tepla.
• Vestavěné teploměry, tlakoměry, kapsle pro instalaci elektronických senzorů.

Výpočet tepelného akumulátoru

Ve skutečnosti jediným parametrem tepelného akumulátoru, který je třeba určit pro správnou integraci do topného systému, je jeho kapacita. Výpočet se provádí podle jednoduchého schématu: stanoví se doba, po kterou se systém při nepřítomnosti energie ochladí na nepříjemnou hodnotu. Požadovanou dobu autonomie je třeba vydělit touto hodnotou a výsledný koeficient použít na vlastní kapacitu topného systému.

Například, pokud při objemu systému 100 litrů dojde k ochlazení za hodinu a teplo je vyžadováno po dobu 12 hodin z jednoho vznícení, celkové množství nosiče tepla by mělo být 1,2 tuny, požadovaná kapacita pufru je 1100 litrů. Současně je třeba vzít v úvahu rostoucí tepelné ztráty systému, které nepřekračují 10% ani u nejrozsáhlejších možností skladování..

Přibližný vzorec pro výběr objemu tepelného akumulátoru:

m = (P? t) / (c? T)

Kde: m– hlasitost
P– výkon kotle, W
?– účinnost kotle, 0,98%
t– doba zahřívání, h
C– měrná tepelná kapacita vody, Wc / kg K
?T– teplotní delta, K

Při provozu z elektrické topné jednotky se kapacita vyrovnávací nádrže počítá podle výkonu kotle a přípustného elektrického připojení zařízení. Známe množství energie potřebné k ohřevu vody s daným teplotním rozdílem, je nutné zvolit takový objem, aby se vyrovnávací nádrž během nízkého tarifu úplně zahřála. Například pro ohřev jednoho litru vody s delta 80 ° C je zapotřebí 93 W / h elektřiny s účinností systému rovnou jednotě, zatímco doba ohřevu bude asi tři minuty. Aby nedošlo k záměně složitosti vzorců, můžete použít pohodlnou online kalkulačku.

Další aspekt dimenzování systému souvisí s výkonem kotle. Pro systém bez tepelného akumulátoru by to mělo být asi dvakrát tolik, kolik je potřeba. Zaprvé to umožní zvýšení nakládání paliva a rozněcování v režimu vysokého výkonu, což znamená, že při zahřívání systému budete muset házet dříví méně často. Za druhé, se zvýšením výkonu kotle se zvyšuje povrchová plocha tepelného výměníku, resp. Množství tepla, které jím není absorbováno, bude nižší.

Vlastnosti instalace a provozu

Schéma potrubí akumulační nádrže nezávisí na přítomnosti a počtu mezilehlých výměníků tepla. Při připojení tepelného akumulátoru je obvyklé oddělit okruhy kotle a radiátoru. Každý z nich vyžaduje instalaci trojcestných ventilů:

• Míchací ventil na okruhu kotle je nutný, aby kotel nepracoval v kondenzačním režimu, zatímco celý objem vody v akumulačním zásobníku tepla se ohřívá. Míchání horké vody z přívodu do zpátečky kotle vám umožňuje udržovat teplotu výměníku tepla na úrovni, při které nedochází ke zvlhčení sazí..
• Regulační ventil na okruhu radiátoru umožňuje regulovat teplotu vody přiváděné do topných těles. Za prvé, to vám umožní prodloužit životnost baterie, navíc je možné splnit teplotní omezení pro systémy s plastovými trubkami nebo podlahovým vytápěním bez dalších technických prostředků.

Schéma zapojení pro kotel na pevná paliva s tepelným akumulátorem: 1 – kotel na pevná paliva; 2 – termostat; 3 – skupina zabezpečení; 4 – odlučovač vzduchu; 5 – oběhové čerpadlo; 6 – zpětný ventil; 7 – vyrovnávací nádrž (tepelný akumulátor); 8 – trojcestný ventil; 9 – automatizace; 10 – topný okruh; 11 – povrchový snímač teploty; 12 – expanzní nádrž; 13 – snímač chodu nasucho; 14 – doplňovací ventil

Při instalaci tepelného akumulátoru se vytvoří dva okruhy nucené cirkulace se samostatnými čerpadly. Současně se horká voda přivádí do topných zařízení co nejdříve po spuštění kotle, protože chladicí kapalina je odebírána z horní části nádrže, kde je sorbována kapalina s nejvyšší teplotou. Je důležité nedovolit instalaci čerpadel po větvi, aby se vytvořily ventily, takže pokud jsou zcela uzavřena, cirkulace systému se nezastaví. Současně není rozdíl v tom, zda je čerpadlo instalováno na přívodní nebo vratné větvi, není.

Při provozu kotle na pevná paliva s vyrovnávací nádrží nesmí být dovoleno pracovat v kondenzačním režimu. V systémech bez tepelného akumulátoru je obvyklé omezit přívod kyslíku, takže můžete prodloužit dobu hoření záložky. V přítomnosti vyrovnávací nádrže v topném režimu pracuje kotel vždy v režimu plamenového spalování, což je možné díky značnému objemu chladicího média, které je schopné absorbovat obrovské množství tepelné energie. Aby se zabránilo kondenzaci, musí být třícestný směšovací ventil nastaven na teplotu, která není nižší než 60 ° C. Pravděpodobně v důsledku poklesu teplotní delty nebude přenos tepla tak aktivní, ale je to jediný způsob, jak vyloučit přehřátí výměníku tepla, což usnadní čištění od sazí a prodlouží životnost topné jednotky..

Podobné záznamy:

1. Vytápěcí systémy v soukromém domě: fotografie, odborné rady Obsah článku Systémy se liší způsobem oběhu Gravitační průtokový systém Nucený systém Různá schémata připojení tlakových topných systémů Jedno trubkový systém („Leningradka“) Schéma zapojení dvou trubkových kolektorů (paprsek) Dvourukový ramenní systém...
2. Vytápěcí systémy pro dvoupodlažní dům Obsah článku Otevřené a gravitační systémy – je to skutečné Leningradka ve dvoupatrovém domě Horní a spodní směrování dvoutrubkového systému Kolektorové systémy a připojení podlahového vytápění Vybavení kotelny Potrubí chladiče Je...
3. Vytápěcí kanály a střechy: Proti námrazové systémy pro kutily Obsah článku Součásti systému námrazy Výběr topného kabelu Neregulované Vlastní nastavení Navrhujeme systém Standardní topné zóny Výpočet výkonu Řízení Provádíme zprovozňovací práce Úspěch vlastní montáže systému ochrany proti námraze závisí na...
4. Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet Obsah článku Popis systému Oblast použití Hydraulická data Potrubí kotelny Potrubní systém Kování radiátorů Jedním z nejzajímavějších témat v tepelném inženýrství jsou topné systémy s přidruženým dvoutrubkovým přívodem chladicího média, které...

Přečtěte si více  Jak vyměnit baterii sami