Тепловой аккумулятор для отопления: какой должен быть накопительный бак, тепловые батареи, бак аккумулятор, отопление дома с теплоаккумулятором

Как установить тепловой аккумулятор для отопления разными видами котлов

Что такое теплоаккумулятор

Но при эксплуатации агрегата на твердом топливе придется столкнуться с проблемой неоднородности получения тепловой энергии. Пока котел работает — дома тепло или даже жарко. Закончилось топливо – в доме становится холодно. Половина полученного тепла уходит в атмосферу, да и подкладывать дрова приходится часто. Поэтому задумались о том, чтобы сохранять избыточное тепло, а потом потихоньку отдавать его в систему отопления.

Эту проблему и решают, когда начинают эксплуатировать твердотопливный котел с теплоаккумулятором.

В странах Европы запрещено применение агрегатов тепловой энергии без буферной емкости, чтобы не было выбросов угарного газа в атмосферу.

Теплоаккумулятор — это емкость, чаще всего круглая цилиндрическая, наполненная водой, в зависимости от предназначения бывает разных модификаций.

В производственный вариант входят:

основной корпус, который изготавливается из различных сплавов стали или из нержавейки;

слой изоляции из базальтовой или минеральной ваты или пенополиуретана толщиной не менее 50 мм;

наружная обшивка изготавливается или из окрашенного тонкого листового металла, или из чехла из полимерного материала;

в основную емкость врезают патрубки для подвода и отвода теплоносителя;

в более дорогих моделях внутри устанавливают змеевик для подогрева воды;

термометр и манометр служат для контроля за температурой и давлением.

Иногда в тепловой аккумулятор встраивают блок электрических тенов с датчиками и подсоединяют солнечные батареи — это создает дополнительный комфорт при его использовании.

Цены на эти варианты высокие, поэтому народные умельцы чаще всего изготавливают буферные емкости своими руками.

Для чего нужен

Спектр применения аккумулятора тепловой энергии очень широк и определяется согласно модификации и применяемого вместе с ним оборудования.

Самое главное его предназначение:

накопить как можно больше тепла, а потом, когда закончится топливо в основном теплогенераторе, отдать его в систему отопления;

предотвращать резкие перепады температуры в системе, тем самым не допускать появления конденсата в котле.

Более современные и дорогие позволяют создать больший комфорт и больше возможностей:

горячее водоснабжение в доме;

использовать его вместо электрокотла, если установить в него электрические нагреватели.

Принцип работы

Перед первым использованием рекомендуется изучить схему работы котла и емкости.

Система работает так:

1. Затопили котел.
2. Нагретая вода попадает в теплогенератор, как бы заряжает его.
3. Циркуляционный насос, установленный за емкостью, по трубопроводу, вмонтированному в верхнюю ее часть, доставляет теплоноситель к трубам отопления.
4. Возвращаясь, остывшая вода поступает в нижнюю часть теплогенератора.
5. Затем она поступает в котел.
6. Закончилось топливо — потух котел.
7. В работу вступает теплогенератор: при помощи циркуляционного насоса из верхней горячей зоны постепенно разносит сохраненное тепло по трубам и радиаторам.

Второй насос снабжают комнатным датчиком температуры, который при необходимости может отключить его, если температура превысит установленную для него температуру. Тогда котел будет нагревать только теплоаккумулятор. При понижении температуры воздуха в комнатах, включается насос, и вода снова будет нагревать батареи.

Применение аккумулятора тепловой энергии позволяет хозяину домовладения удовлетворить все его запросы.

Недостатки

У связки теплового нагревателя с тепловым накопителем недостатки, конечно, есть, но со временем покупатель поймет, что вложенные средства были потрачены не зря.

Создание и подключение

Подобное устройство без труда можно изготовить своими руками – для этого достаточно иметь под рукой сварочный аппарат и уметь им пользоваться. Все операции необходимо выполнять в определенной последовательности:

1. произвести расчет объема емкости;
2. изготовить хорошо утепленный бак – для этого можно использовать либо листовое железо, либо обыкновенные трубы большого диаметра; полученная емкость должна быть полностью герметичной;
3. в верхней точке и в нижней точке емкости следует врезать по два патрубка – это будут подающие и обратные трубопроводы;
4. вверху емкости теплоаккумулятора приваривают минимум две муфты диаметром 1,5 дюйма;
5. в муфты своими руками монтируют термометр, а также взрывной клапан;
6. стационарным трубопроводом взрывной клапан подключают к дренажному каналу;
7. бак необходимо теполизолировать – для этого используют строительную монтажную пену.

При этом расчет объема емкости и ее толщины следует производить до начала всех работ по изготовлению устройства.

Способы подключения

Технология установки теплоаккумулятора дома зависит от типа циркуляции воды в системе. При гравитационном способе оборудование монтируют в систему максимально близко к котлу. В случае принудительной циркуляции при помощи насоса бак размещают также на максимальном расстоянии от котла.

При этом для работы понадобится продуманная, нарисованная схема и поддержание температуры в помещении для установки емкости в пределах 10-35°С. Кроме того, следует обеспечить свободный доступ к патрубкам, чтобы потом можно было проводить ремонт и профилактическую работу.

Теплоаккумулятор, предназначенный для врезки в котел, устанавливают прямо в котельной – он не должен быть выше самого котла.

Конструкция аккумуляторного бака для отопления

Аккумуляторный бак для отопления в разрезе

Теперь более подробно остановимся на конструкции теплоаккумулятора. Если резервуар предназначен только для контура обогрева, то его конструкция достаточно простая:

герметичный корпус;

слой утеплителя;

патрубок в верхней части для подачи;

патрубок в нижней части для обратки.

Больше ничего не потребуется, но если нужно чтобы аккумуляторный бак для отопления еще и грел воду для хозяйственных нужд, то в корпус резервуара встраивается медный змеевик и, естественно, два патрубка (вход/выход). К входному патрубку подключается холодная вода. Она проходит по змеевику и нагревается от того теплоносителя, который находится в буферной емкости. Из резервуара выходит уже нагретая вода, которая подается на смесители санузла и кухни. При этом от длины медного змеевика зависит, как долго вода пробудет внутри ТА и, соответственно, насколько она нагреется.

Конструкция ТА может иметь не только несколько контуров теплоотдачи, а и несколько источников нагревания. Так, нагрев теплоносителя в резервуаре может осуществляться несколькими способами:

от нагревателя;

от электрических тэнов.

Электрические тэны могут быть запитаны прямо в сеть и включатся тогда, когда это необходимо. Также современные буферные баки аккумуляторы для отопления оснащены тэном, подключенным к солнечным батареям, что позволяет использовать бесплатную энергию солнца.

Как всегда народные умельцы интересуются, можно ли сделать бак аккумулятор для отопления своими руками. Конечно, можно, если руки на месте, но сказать что это очень просто нельзя

На что нужно обратить внимание:

верх резервуара не должен быть плоским, иначе выдавит давлением;

патрубки подачи и обратки должны быть в нужных плоскостях;

вся конструкция абсолютно герметичная;

металл толщиной около 5 мм.

Ниже на видео можно увидеть, как один из народных умельцев сделал аккумуляторный бак для отопления своими руками из бочки.

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.

Принцип действия теплоаккумуляторов

Если установить в доме твердотопливный котел, возникнет суровая необходимость в регулярном подкладывании все новых порций дров. Все дело в ограниченном объеме камеры сгорания – она не может вместить в себя безлимитное количество поленьев. Да и систем их автоматической подачи еще не придумали, если не брать в расчет пеллетные котлы с автоматикой. Иными словами, за работой системы отопления придется следить самостоятельно.

Максимальную мощность данные котлы развивают в тот момент, когда в них весело полыхают дрова. В этот момент они дают много лишней энергии, поэтому пользователи дозируют дрова аккуратно, подкладывая их по одному полену. В противном случае в доме будет слишком жарко. Ничего хорошего в этом нет, так как из-за этого возрастает количество подходов, и без того высокое. Проблема решается с помощью теплоаккумулятора.

Тепловой аккумулятор для отопления представляет собой аккумулирующую емкость, в которой накапливается горячий теплоноситель. Причем в контур отопления энергия отдается строго дозировано, что обеспечивает стабильность температуры. За счет этого домочадцы избавляются от температурных колебаний и частых подходов для закладки дров. Аккумулирующие баки способны накапливать излишки тепловой энергии и плавно отдавать их в отопительные контуры.

Попробуем объяснить принцип работы на пальцах:

Простота конструкции термоаккумулятора не только повышает надежность агрегата, но и упрощает ремонт и плановое обслуживание.

Установленный в системе отопления с теплоаккумулятором отопительный котел загружается дровами и производит большое количество тепловой энергии;

Полученная энергия направляется в тепловую батарею и накапливается там;

Одновременно с этим, с помощью теплообменника, происходит забор тепла для системы отопления.

Буферный бак для отопления (он же теплоаккумулятор) работает в двух режимах – накопление и отдача. При этом мощность котла может превышать необходимую тепловую мощность для обогрева жилища. Пока в топке будут гореть дрова, будет происходить накопление тепла в термоаккумуляторе. После того как поленья потухнут, энергия еще долго будет забираться из аккумулятора.

Примерно так же устроены аккумуляторы тепла Лежебока для парников и теплиц – днем они накапливают тепло от солнца, а ночью отдают его, согревая растения и препятствуя их замерзанию. Только выглядят они несколько по-другому.

Теплоаккумуляторы для систем отопления необходимы и в том случае, если в качестве источника тепла используются солнечные батареи или тепловые насосы. Те же батареи не могут давать тепло круглосуточно, так как в темное время суток их эффективность падает до нуля. В светлое время дня они будут не только отапливать дом, но и накапливать тепловую энергию в накопительном баке.

Теплоаккумуляторы могут пригодиться при использовании электрических котлов. Такая схема оправдывает себя на двухтарифной системе оплаты. В этом случае система настраивается так, чтобы в ночное время происходило накопление тепла, а в дневное начиналась ее отдача. Благодаря этому у потребителей появляется возможность сэкономить деньги на потреблении электроэнергии.

Многоконтурные системы теплоснабжения

У накопительного бака есть еще один полезный функционал – одновременно с аккумуляцией тепла имеется возможность применять его в качестве гидрострелки. Дело в том, что на высоком корпусе теплоаккумулятора обычно насчитывается больше четырех патрубков. Благодаря их наличию на разных уровнях накопительной емкости появляется возможность отбирать жидкость с различной температурой нагрева.

В результате получается высокотемпературный контур с батареями и низкотемпературный обогрев за счет обустройства теплого пола. Но при этом все равно потребуется установка насосов по схемам термоконтроля.

Разновидности аккумулирующих тепло моделей

Все буферные емкости выполняют практически одинаковую функцию, но имеют некоторые конструкционные особенности.

Производители выпускают накопительные агрегаты трех типов:

пустотелые (не имеющие внутренних теплообменников);

с одним или двумя змеевиками, обеспечивающими более эффективное функционирование оборудования;

со встроенными бойлерными баками небольшого диаметра, предназначенными для корректной работы индивидуального комплекса горячего водоснабжения частного дома.

Подключают теплоаккумулятор к греющему котлу и коммуникационной разводке домашней отопительной системы посредством резьбовых отверстий, расположенных во внешнем корпусе агрегата.

Как работает пустотелый агрегат?

Прибор, не имеющий внутри ни змеевика, ни встроенного бойлера, относится к самым простым видам оборудования и стоит дешевле своих более «навороченных» аналогов.

Подсоединяется к одному или нескольким (в зависимости от потребностей хозяев) источникам энергообеспечения через центральные коммуникации, а потом посредством патрубков 1 ½ разводится к точкам потребления.

Предусматривается установка дополнительного греющего элемента, функционирующего на электрической энергии. Агрегат обеспечивает качественный прогрев жилой недвижимости, снижает до минимума риск перегрева теплоносителя и делает эксплуатацию системы полностью безопасной для потребителя.

Когда в жилом доме уже есть отдельная система подачи горячей воды и владельцы не планируют использовать гелиотермические источники тепла для обогрева помещения, целесообразно сэкономить деньги и установить пустотелую буферную емкость, в которой вся полезная площадь бака отдана теплоносителю, а не занята змеевиками

Теплоаккумулятор с одним или двумя змеевиками

Тепловой аккумулятор, оснащенный одним или двумя теплообменниками (змеевиками) – это прогрессивный вариант оборудования широкого спектра применения. Верхний змеевик в конструкции отвечает за отбор тепловой энергии, а нижний осуществляет интенсивный прогрев самой буферной емкости.

Устройство, снабженное теплообменниками, имеет более высокую цену, нежели пустотелый агрегат, но затраты здесь вполне оправданы. Прибор существенно расширяет функционал системы и делает ее работу гораздо эффективней

Наличие теплообменных узлов в агрегате позволяет круглосуточно получать горячую воду для бытовых нужд, подогревать резервуар от солнечного коллектора, осуществлять прогрев придомовых дорожек и максимально рационально использовать полезное тепло в любых других удобных целях.

Модуль с внутренним бойлером

Теплоаккумулятор со встроенным бойлером представляет собой прогрессивный агрегат, не только накапливающий излишки выработанного котлом тепла, но и обеспечивающий поставку в кран горячей воды для бытовых целей.

Внутренняя бойлерная емкость изготовляется из нержавеющей легированной стали и оснащается магниевым анодом. Он снижает уровень жесткости воды и предотвращает образование накипи на стенках.

Подходящий объем буферной емкости хозяева выбирают самостоятельно, но специалисты говорят, что в покупке резервуара менее 150 литров нет практического смысла

Агрегат такого типа подключается к различным источникам энергии и корректно работает как с открытыми, так и с закрытыми системами. Контролирует уровень температуры действующего теплоносителя и предохраняет отопительный комплекс от перегрева котла.

Оптимизирует расход топлива и уменьшает количество и периодичность загрузок. Совмещается с солнечными коллекторам любых моделей и может функционировать в качестве заменителя гидравлической стрелки.

Общие сведения об отопительной системе

Схемы подключения котла отопления различают по способу циркуляции теплоносителя.

По этому признаку системы бывают следующими:

1. Гравитационными. Это естественная циркуляция, когда идёт процесс замещения холодными массами нагретой жидкости, которая поднимается вверх. Теплоноситель возвращается в котёл самотёком, под действием гравитации. Такие системы имеют большое преимущество — они энергонезависимые, поэтому будут продолжать работать и при отсутствии электроэнергии.
2. Принудительными. Здесь нужна помощь электрических циркуляционных насосов. При такой схеме подключения отопительной системы с котлом прогрев радиаторов во всех комнатах идёт быстро и равномерно. Данный способ является оптимальным при монтаже системы отопления в большом доме.

По способу соединения труб с радиаторами схемы бывают следующие:

однотрубные, когда выполняется последовательное соединение отопительных приборов;

двухтрубные — параллельное соединение радиаторов;

бифилярные — последовательное соединение сначала первых половин приборов, после этого, для потока теплоносителя в обратном направлении, соединяют все их вторые половины.

Положительные и отрицательные аргументы

Плюсы:

1. Топливо можно загружать в топку в любое удобное для вас время суток, при этом вы можете не бояться резкого понижения температуры теплоносителя в радиаторах отопления.
2. Промежутки между обслуживанием установки можно сделать намного больше.
3. Благодаря «умным» датчикам, вы сможете, значительно, сэкономить денежные ресурсы из своего семейного бюджета на закупку топлива.
4. Температура воздуха в жилых помещениях даже, если и будет колебаться, то в незначительных пределах.
5. Резервуар можно подсоединять (монтаж водопровода в частном доме своими руками), одновременно, к двум котлам.
6. При использовании дополнительных конструктивных решений, допускается использование теплоаккумулятора в качестве накопительного водонагревателя или для подпитки теплых полов (как сделать монтаж под плитку своими руками, прочитайте здесь).
7. Полностью, исключен перегрев агрегата и возникновение мелких трещин на его чугунных частях.
   Прибор может работать с максимальной мощностью до тех пор, пока топливо не прогорит окончательно.

Минусы:

1. По причине больших габаритов приспособления, в некоторых случаях затруднена его установка.
2. Из-за большого веса агрегата, может потребоваться обустройство отдельного фундамента.

   Если вы, по каким-либо причинам не имеете возможность сделать два фундамента, можно купить или сделать, собственноручно, два изделия.

   При этом, стоит соблюдать одно условие:
   — их объем в сумме, должен соответствовать выполненным, заблаговременно, расчетам.

   Баки должны располагаться на расстоянии друг от друга, как минимум, 30 – 40см.

3. Высокая цена приспособления, она может варьироваться в пределах от 30 000 рублей до 1 000 000 российских рублей.

Многих обывателей интересует вопрос:

можно ли сконструировать теплоаккумулятор своими руками?

 
Да, работы выполнить самому не сложно. Главное, придерживаться элементарных правил и иметь необходимые инструменты и материалы.

В первую очередь, стоит подготовить следующие детали:

стальной лист или готовый резервуар, объемом 150литров;

нагревательный элемент;

регулятор температуры;

краны, муфты, клапаны;

скотч;

минеральная вата, которая будет служить термоизолятором.

аппарат для опрессовки системы отопления (прочитайте в этой статье)

 Далее, необходимо выполнить.

1. Нужно сделать герметичную бочку из высокопрочного металла.

   Не забывайте о том, что швы должны быть водонепроницаемыми, в противном случае, вода из бака будет просачиваться.

2. Если вы решили использовать готовый резервуар, его нужно хорошо почистить.

   При обнаружении на его поверхности малейших критерий повреждения, на эти участки стоит нанести антикоррозионное покрытие.

3. Сверху и снизу бака, нужно врезать, с каждой стороны по два патрубка.

   В верхний пустотелый предмет не забудьте вварить кран для стравливания воздуха.

4. На верхней поверхности бака, необходимо врезать две муфты.

   В одну из них вставьте термодатчик, а в другую – взрывной клапан.

5. Для слива жидкости в нижней части обшивки нужно установить дренажный кран.
6. Для обустройства проточного обеспечения горячей водой понадобится змеевик.

   Его можно сделать из медной трубы, сечением 2 – 3 см.
   Расположить спираль, необходимо в верхней части бака.

Резервуар нужно, обязательно, утеплить.

Для достижения поставленной цели можно использовать минеральную вату, но нужно еще поразмыслить над тем, как ее закрепить.

Лучше воспользоваться пенопластом.

Устройство и особенности работы теплоаккумулятора

По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.

Схема подключения

Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:

в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;

верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;

циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.

Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом