Обзор теплоаккумуляторов для отопительных котлов: виды, достоинства, цена

Постоянно увеличивающиеся тарифы на отопление и отсутствие возможности использования дешевого природного газа, заставляют владельцев частных домов вести поиски источников энергии альтернативных, среди которых эффективностью отличается теплоаккумулятор.

Описание

Там, где есть возможность заготовить в достаточном количестве дрова, распространение получают котлы твердотопливные.

Их проблема связана с чередованием пиков вырабатываемого тепла и «провалами». Но, во время максимальной поставки тепла, может оказаться, что его слишком много и потребить полностью невозможно или не нужно.

Когда же топливо в котле догорает, либо последний не работает, тепловой энергии может не хватать. Получается, что топливный потенциал то расходуется впустую, то его недостает. Частично решить вопрос позволяют котлы длительного горения, но ее полностью не решают и они.

Главным отрицательным моментов электрических котлов является значительная стоимость предлагаемой энергии, которая заставляет прибегать к максимальной загрузке оборудования ночью (в льготное время) и к минимальному их использованию в дневное.

Конечно, двухтарифные электросчетчики приносят свои плоды, позволяя экономить средства, но вносит в жизнь человека дискомфорт.

Все активнее внедряются сегодня инновационные технологии, позволяющие, например, направить на службу человеку энергию солнца.

И вновь проблема – периодичность: работать эффективно они могут в солнечную погоду и дневное время, значительно сокращая поставку тепловой энергии при большой облачности и т.д. Пики нагрева при помощи солнечных коллекторов в пасмурную и солнечную погоду сравнивать не приходится. Естественно, такая зависимость нагрева от «капризной» природы не позволяет использовать данные устройства в качестве основных систем отопления.

Каждый подход отличается преимуществами, но имеет и свои, порой существенные, недостатки, главным из которых считают то, что выработка тепловой энергии идет периодически.

Поднять на значительную величину экономичность отопительной системы, сделать ее более эффективной, упростить операции, связанные с эксплуатацией, заставить работать более равномерно смогли бы специальные устройства, подключаемые к общей схеме. Они могли бы аккумулировать тепло, не востребованное по любой причине, чтобы отдавать его затем при надобности.

«Буферное» устройство смогло бы регулировать потребление тепла. И оно есть. Называется оно «теплоаккумулятор для котлов отопления».

Как это работает?

Функционирование теплоаккумулятора для отопления построено на использовании теплоемкости воды. Большой объем ее разогревается в часы пикового поступления тепла до нужного значения, затем, скопившийся энергопотенциал, идет на отопительные нужды.

Пример

Сравнив теплофизические данные, получается, что литр нагретой воды, остывая на один градус, подогревает куб воздуха на 4 градуса.

Как устроен?

Это большого объема резервуар, имеющий эффективную термоизоляцию, подключаемый между контурами источника (или нескольких) тепла и системой отопительной.

Наиболее простой теплоаккумулятор состоит из:

• бака большой емкости, располагаемого вертикально, и снабженного четырьмя патрубками, находящимися по обе стороны – по два с каждой;
• подключают 2 из них к КТТ;
• еще 2 (с противоположной стороны) – к контуру отопительной системы.

Загрузив топливо, контур разжигают, а насос циркуляционный (Nk) через теплообменник начинает перекачивать воду, выступающую в роли теплоносителя. Холодной она подается в нижнюю часть, а в верхнюю поступает уже подогретой до определенной температуры.

В баке не происходит ее перемешивания благодаря разным показателям плотности ее в горячем и уже остывшем состоянии. Во время, когда прогорает полностью закладка, теплоносителем заполняется ТА.

При точно сделанном расчете, после этого, подогретой водой заполнена оказывается вся емкость. Подогрев воды достигает расчетной температуры.

Вся топливная потенциальная энергия затем преобразуется в тепловую, скапливающуюся в ТА, за исключением потерь, предусмотренных для котла расчетным КПД.

Благодаря высококачественной изоляции в баке температура на одном уровне поддерживается достаточно долго – до несколько часов, а то и дней.

Отключение котла

При выключенном теплоаккумуляторе для котлов отопления, но продолжающему функционировать отоплении, насос прокачивает теплоноситель по трубам отопления, а также по радиаторам.

Забор проводится из верхней «горячей» области теплоаккумулятора. Самопроизвольного смешивания не произойдет по той же причине, что описана выше. Подогретая до требуемой температуры вода направляется в трубу, а снизу она пребывает в охлажденном состоянии. Снизу вверх бак теплоаккумулятора медленно отдает нагрев.

Из практики известно, что отбор теплоносителя не прекращается в системе отопительной пока не закончена топка. Отсюда следует, что теплоаккумулятор для котла способен получать лишь излишек энергии, невостребованный в данное время.

Если параметры емкости теплоаккумулятора рассчитаны грамотно, то не пропадет ни 1 киловатт тепловой энергии даром, а к окончанию «топки» теплоаккумулятор прибывает в состоянии «максимальной зарядки».

Но, подобно котлу, работающему на электричестве, в таких установках цикличность работы привязана к льготному тарифу. Бак оборудован таймером. Он в запрограммированное время запустит и отключит питание теплоаккумулятора (ночью и ранним утром). Весь день отопительные контуры (полностью или частично) питать будет теплоаккумулятор.

Особенности конструкции

Большой резервуар, имеющий форму цилиндра, и вертикальное исполнение, каким является теплоаккумулятор, снабжен эффективной изоляций и четырьмя патрубками, служащими для подключения к контурам обеспечения и потребления тепла. Это у всех теплоаккумуляторов одинаково всегда. Но, внутренняя конструкция их может иметь различия.

Разновидности моделей

Теплоаккумуляторы выпускаются:

• с подключением контуров напрямую;

Эти самые простые теплоаккумуляторы применяемые когда:

1. одинаковый теплоноситель применен для отопительных контуров и котла;
2. предельное давление одинаково для теплоносителя котла, контуров и ГА;
3. если температура, имеющаяся на выходе трубы котла выше, чем в контурах отопления;
4. когда указанные условия невыполнимы, проводится подключение с использованием дополнительных теплообменников.

Последнее требование легко обойти для контуров с более низкой требуемой температурой, установив смесительные узлы и трехходовые краны.

• для конструкций с встроенным теплообменником;

Располагается в этом случае он в нижней части бака теплоаккумулятора. Обычно напоминает спираль, изготовленную из нержавейки гофрированной или обыкновенной.

Применяются они, когда:

1. температурный показатель теплоносителя и значение давления в контуре источника значительно выше, чем в системе потребления;
2. при необходимости подключения ни одного, а нескольких тепловых источников (к примеру, солнечного). Теплообменник размещают тем ниже, чем меньший напор температурный;
3. при использовании различного теплоносителя для источников тепла и потребления.

Отличие теплоаккумулятора от первого типа в том, что в емкости теплоноситель достаточно активно перемешивается. Нагрев происходит внизу, а менее плотная подогревшаяся вода поднимается вверх.

На представленной схеме присутствует магниевый насос, нужный, чтобы на стенках бака не образовывалась накипь. Решается это «оттягиванием» ионов тяжелых солей, что возможно благодаря низкому электрическому потенциалу. Его меняют периодически для большей эффективности.

• для встроенных теплообменников с поточным снабжением нагретой водой;

Подача холодной воды проводится снизу. Ограничителем является место горячего водозабора. У конструкции вверху находится основная часть теплообменников.

Это оптимальная схема теплоаккумулятора, применимая, когда объем потребляемой горячей воды стабильный и равномерный, не имеющий явно выраженных пиков.

Металлические теплообменники теплоаккумулятора должны удовлетворять значениям, указанным в принятых нормах для пищевого водопотребления. Данная схема имеет много общего с первой.

• имеющей встроенный бак, предназначенный для обеспечения запасом воды для потребительских нужд. Очень напоминает он бойлер с косвенным нагревом. Применяется, если присутствуют пики выработки тепла, которые с потреблением не совпадают. Другими словами, когда семей расходуется примерно одинаковое количество воды, но непродолжительное время.

Описанные конструкции можно совмещать – все зависит от того, насколько сложную создают систему, сколько источников тепла используют, их типа и источников, которыми тепло используется.

Большая часть описанных устройств снабжена разнесенными по высоте патрубками, необходимыми для соединения с контурами для наиболее оптимального использования температурного градиента.

В любом случае, внутри емкости возникает температурный градиент, т.е. температурная разница по высоте в напоре.

Схемы возможных подключений

Давление, режимы температур и требования к теплоносителям идентичны для котлов и контуров. Ограничителем для регулировки на приборах является только количество проходящего теплоносителя.

Практически повторяет схему, представленную выше. Разница лишь в том, что регулировка зависит от того, как меняется у теплоносителя температура. Поэтому схема включает трехходовые клапаны. Позволяет эта схема использовать максимально полно накопленный потенциал.

В данной схеме теплоноситель циркулирует по малому контуру. Эффективна там, где имеет место превышения давления в самой емкости либо в приборах, а также при применении не одинаковых теплоносителей в контурах и котле.

Используют для аналогичных со схемой №3 условий, но используется внешний теплообменник.

Предназначена для обеспечения проточной подогретой водой. Имеет встроенный теплообменник, отличающийся спиралевидной формой. Рассчитана равномерное, без пиковых нагрузок, потребление.

Применяется встроенный бак. Используется при пиковых нагрузках, т.е. неравномерном потреблении воды. Использовав накопленный запас горячей воды, для последующего нагрева, начинающегося после заполнения бака, необходимо много времени.

Бивалентное соединение с дополнительным источником тепла, выступает которым солнечный коллектор, несущий основную нагрузку. Включение котла производится по необходимости, если имеет место недостаток для подогрева основной энергии.

Мильтивалентная схема с тремя тепловыми источниками: котлом, играющим вспомогательную роль, коллектором солнечным и низкотемпературным источником, характеризующимся высокой стабильностью, независимостью сезона и времени суток – тепловым геотермальным насосом.

Схемы, понятно упрощенные.

В действительности они гораздо сложнее:

• контуры отопления используются различные;
• нагрев происходит от разномощных источников с различной температурой.

Ниже приведена примерная схема:

1. котел твердотопливный;
2. лектрический (вспомогательный), включающийся во время действия льготного тарифа (по необходимости);
3. блок в контуре котла высокотемпературного;
4. гелиостанция (основной источник в солнечную погоду);
5. теплогенератор, принимающий тепло от всех контуров;
6. контур высокотемпературный с возможностью регулировки режимов;
7. контур низкотемпературный, с предусмотренным регулированием нагрева теплоносителя;
8. контур проточный горячего водоснабжения со смесительным узлом, чтобы регулировать нагрев бытовой воды.Помимо перечисленных устройств нередко применяют ТЭНы, чтобы поддерживать нужную температуру, без внепланового включения твердотопливного котла.

ТЭН теплоаккумулятора имеет собственную термостатическую систему:

Выбор теплоаккумулятора

Для этого учитывают:

• объем буферной емкости и материал, из которого она сделана;
• габариты;
• max давление;
• наличие дополнительных теплообменников и опций;
• качество изоляции внешней.

Плюсы

• Экономное расходование исходных ресурсов;
• Максимально полное использование тепла;
• Высокий КПД всей системы и котла, в частности;
• Защищенность от перегрева;
• Минимальное вмешательство в процесс;
• Точная регулировка и контроль;
• Возможность включения дополнительных источников тепла.

Минусы

• Высокая инертность;
• Не всегда целесообразность;
• Длительный нагрев;
• Громоздкое оборудование, затрудняющее перевозку, разгрузку и установку;
• Необходима большая площадь для установки;
• Высокая цена.

Стоимость

Предлагают теплоаккумулятор купить выгодно интернет-магазины: