Теплое, уютное и красивое жилище — мечта каждого владельца частного дома. Отопление в нем играет не последнюю роль. Поэтому выбор надежного, удобного в использовании и с оптимальной ценой отопительного прибора — очень важная задача.
В настоящее время, когда цены на газ, его установку, подключение и обслуживание все время увеличиваются, многие обращают свое внимание на котлы на твердом топливе. Тем более что с приобретением топлива пока, по крайней мере, проблем нет. И наша промышленность радует большим выбором современных усовершенствованных твердотопливных котлов с теплоаккумулятором : пиролизных и пеллетных.
Что такое теплоаккумулятор
Содержание статьи
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:
- Затопили котел.
- Нагретая вода попадает в теплогенератор, как бы заряжает его.
- Циркуляционный насос, установленный за емкостью, по трубопроводу, вмонтированному в верхнюю ее часть, доставляет теплоноситель к трубам отопления.
- Возвращаясь, остывшая вода поступает в нижнюю часть теплогенератора.
- Затем она поступает в котел.
- Закончилось топливо — потух котел.
- 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.
Преимущества использования
Применение аккумулятора тепловой энергии позволяет хозяину домовладения удовлетворить все его запросы.
Достоинства системы:
- тепловой агрегат используется на полную мощность, происходит почти полное сгорание топлива;
- следствие этого: высокий кпд (коэффициент полезного действия) — при наименьшем количестве сгораемого топлива получаем больше калорий тепла;
- экономия на приобретении топлива;
- не происходит резких скачков температуры, оборудование не подвергается коррозии, поэтому дольше служит;
- удобное использование, так как разовой загрузки топлива хватает на большой промежуток времени — не нужно подниматься среди ночи и подбрасывать топливо в котел;
- в доме комфортная обстановка, так как нет резких колебаний температур, а датчики температур могут контролировать климат в каждой комнате и отключать и выключать насос отопления по мере необходимости;
- снабжение горячей водой;
- при подключении ТЭНа — использовать вместо электрокотла;
- возможность подключения нескольких независимых друг от друга контуров: для отопления, для горячей воды и для других нужд;
- возможность подключения солнечных батарей.
Недостатки
У связки теплового нагревателя с тепловым накопителем недостатки, конечно, есть, но со временем покупатель поймет, что вложенные средства были потрачены не зря.
Минусы системы:
- Самым значительным недостатком является высокая цена теплоаккумулятора, поэтому народные умельцы очень часто изготавливают их своими руками. При достаточном мастерстве и определенной сноровке сделать это не очень трудно.
- Второй проблемой, с которой сталкивается владелец частного дома, является то, что необходимо проектировать котельную с учетом размера емкости, а она немаленькая. Минимальный размер теплового аккумулятора: 1 метр в высоту и диаметр 600 мм, а для двухэтажного дома он будет еще больше.
- При покупке котла следует принимать во внимание, что мощность его должна рассчитываться не только по площади отапливаемого помещения, но и по емкости теплового генератора: то есть почти в 2 раза мощнее нужно покупать агрегат для отопления.
Когда нужно ставить
Теплогенератор — это дорогое удовольствие.
Поэтому его устанавливают в случае:
- когда имеется большая площадь дома;
- большой расход горячей воды;
- когда применяют несколько видов отопителей: газовая установка, или электрокотел, или солнечные батареи, которые входят в моду в последнее время.
Отопители комбинируют, выбирают, что и в какое время лучше использовать.
Например:
- днем — солнечные батареи, вечером — котел;
- днем — твердотопливный котел, ночью — газ.
Цены на твердотопливные котлы
Расчет теплоаккумулятора
Чтобы правильно рассчитать необходимую емкость теплоаккумулятора лучше всего обратиться к опытному специалисту. Но в то же время есть методики для расчета, по которым можно приблизительно рассчитать емкость буферного устройства, чтобы как-то сориентироваться, какой по мощности приобретать котел, и определиться с расположением теплового накопителя и размерами котельной.
Есть два метода расчета:
- простой, основанный на практике специалистов;
- по формуле.
Исходя из многолетнего приобретенного опыта, специалисты пришли к мнению, что на 1 кВт мощности котла необходимо 25-50 литров объема теплогенератора. Истина находится где-то посередине. Поставить меньшего объема накопитель, котел будет работать с меньшим КПД, если возьмешь большего объема — дома будет холодно, так как теплонагреватель будет только аккумулировать тепло, а в системе будет его не хватать.
По формуле емкость рассчитывается так: Q = mc (T2-T1), где:
- Q — количество накопленного тепла,
- m — объем воды в емкости,
- c — удельная теплоемкость, равная 4200 Дж/(кг·К) ,
- Т2 и Т1 — показатели температур воды на входе и обратке.
Нюансы монтажа
Тепловые накопители бывают разной величины и различных конструкций.
Но при монтаже для всех категорий необходимо соблюдать они и те же требования:
- категорически запрещаются сварные соединения при монтаже теплоаккумулятора;
- монтаж осуществляется только муфтами с резьбой или фланцами;
- необходимо снабдить запорной арматурой все подходящие трубопроводы;
- на всех входящих и выходящих контурах установить термодатчики;
- подключить в систему дренажный датчик;
- «грязевики» — фильтры грубой очистки установить на всех входах в теплогенератор;
- иногда в комплектацию теплового накопителя не входит автоматический воздухоотводчик, обязательно приобрести его и установить в верхнем выходном контуре;
- группу безопасности рекомендуется устанавливать вблизи аккумулирующей емкости;
- размещать аккумулятор тепла необходимо только в отапливаемом помещении во избежание замерзания теплоносителя;
- устанавливать теплоагрегат рекомендуется на специальный фундамент;
- для соблюдения техники безопасности размещать его так, чтобы был свободный доступ ко всем входящим и выходящим контурам.
Схемы подключения к твердотопливному котлу
Рассмотрим различные методы подключения аккумулирующей емкости.
Самая простая и дешевая в изготовлении и эксплуатации схема состоит из:
- агрегата нагревания;
- простого трубопровода;
- обыкновенной буферной емкости;
- циркуляционных насосов для перемещения теплоносителя от нагревателя к потребителям тепла.
Давление во всей системе одинаковое. Такая схема подойдет для небольших домовладений.
Более рациональное использование накопленной тепловой энергии достигается при добавлении в схему отопления смесительного блока, который состоит из перемычки, которая соединяет подающий и возвратный трубопроводы и трехходового смесительного клапана с термоголовкой.
В данной системе имеется возможность контролировать и регулировать температуру теплоносителя, при этом «зарядки теплогенератора» хватает на более длительный срок.
Для снабжения жилого дома горячей водой применяют тепловые агрегаты более сложной конструкции.
В такие устройства входят:
- теплообменник, состоящий из спиралевидных трубочек из нержавеющей или гофрированной стали;
- бак для нагрева воды;
- магниевый анод, препятствующий образованию накипи на внутренних стенках бака, который периодически необходимо менять;
- тепловые электронагревательные тены;
- термометры — датчики воды.
В этом случае подающий трубопровод подсоединяют к накопителю тепла в нижнюю точку, а выход монтируют вверху.
Ранее были приведены схематические примеры отоплений.
Рассмотрим более подробно принцип работы системы отопления и ее состав:
- Отопитель — котел твердотопливный.
- Группа безопасности сразу над котлом, которая следит за температурой и давлением теплоносителя в системе.
- Малый круг отопления состоит из перемычки, соединяющей подающий трубопровод и обратку, трехходового клапана, циркуляционного насоса и расширительного бака. Роль малого круга: защита теплогенератора от холодного теплоносителя и предотвращения появления конденсата в котле. В начале работы теплогенератора вода по трубам идет частично в теплогенератор и по малому кругу. Теплоноситель нагревается до 60 градусов, начинает работать клапан: он потихоньку открывается и холодная вода из обратки начинается смешиваться с горячей водой из малого контура. Как только температура достигает 60 градусов, клапан полностью перекрывает малый круг и теплоноситель идет полностью через теплогенератор.
- Расширительный бачок забирает излишки давления из системы, а при необходимости — сбрасывает его в нее обратно.
- За малым контуром подающий трубопровод подсоединяют в верхней точке теплогенератора, а обратка подсоединяется в нижнюю точку.
- После бака на подающем трубопроводе снова ставят трехходовой датчик с комнатным измерителем температуры и циркуляционный насос.
- Далее размещаются радиаторы отоплений остальных помещений.
Схема подключения к электрокотлу
Если в домовладении установлен электрический счетчик с двухфазным тарифом «день-ночь», то можно применять в качестве основного источника отопления электрокотел в тандеме с теплоаккумулятором. Только работать он будет ночью, нагревая всю систему и «заряжая» тепловую емкость до температуры 90 градусов. А днем тепловой источник начинает отдавать тепло в систему отопления. При помощи циркуляционного насоса и датчиков температур можно добиться равномерного распределения тепла по разным помещениям.
Еще один вариант применения электричества встречается при эксплуатации теплового аккумулятора: в него встраивают специальные тепловые электрические нагреватели.
Они применяются для дополнительного подогрева аккумулятора в ночное время или когда нет большой необходимости растапливать основной источник тепла. Если в конструкции ТЭНа нет термодатчика, необходимо его обязательно приобрести и установить.
В данной статье приведены основные аспекты устройства систем отопления, но при расчете и установке, если не доверяете своему умению и мастерству, обратитесь к опытным специалистам, чтобы впоследствии не попасть впросак. Все-таки отопление своего жилища — это очень ответственное дело. Отопительные котлы комбинированные дрова электричество читайте у нас на сайте.
Рекомендуем к прочтению статью «Как сделать котел на твердом топливе для частного дома своими руками: тонкости и нюансы».
Видео
В этом видеоролике опытный мастер на примере расскажет и покажет, как правильно сделать обвязку твердотопливного котла и бака-аккумулятора.
