Sustavi grijanja s akumulatorima topline

Sadržaj članka

• Što je uređaj za skladištenje topline
• Što daje ugradnja akumulatora topline
• Kriteriji za izbor spremnika pufera
• Proračun akumulatora topline
• Značajke instalacije i rada

Postoji način da se praktičnost korištenja kotla na kruto gorivo približi udobnosti koju pruža grijanje na prirodni plin. Akumulator topline ne samo da smanjuje učestalost paljenja, već pruža i značajne uštede u električnom grijanju s višetarifnim sustavom plaćanja.

Što je uređaj za skladištenje topline

Zadatak očuvanja toplinske energije jedan je od najvažnijih problema svjetskog energetskog sektora. Prije svega, potrebno je njegovo rješenje za optimizaciju rada sustava za pretvorbu solarne energije, ali isti je problem i u običnim kućanstvima. Neke vlasnike seoskih kuća ne privlači ideja da postanu vatrogasci, dok one koji koriste struju za grijanje primarno brine smanjenje troškova.

Sve ove zadatke moguće je riješiti instaliranjem akumulatora topline, koji akumulira energiju u aktivnom načinu grijača, a zatim ga prenosi u sustav dulje vrijeme. Da biste izbjegli zabunu, odmah treba napomenuti da su uređaji za skladištenje topline dva tipa:

1. Magnezitni akumulatori topline ugrađeni u električne grijaće uređaje.
2. Bufferski spremnici s vodom – prirodna tvar s najvećim toplinskim kapacitetom.

Prva vrsta skladištenja topline poznata je otprilike pola stoljeća i služi kao zamjena za električne konvektore gdje je važno višetarifno plaćanje električne energije. Sklapljena toplina ljuske magnezita može davati od 8 do 12 sati, zagrijavajući kuću tijekom dana bez trošenja električne energije. Glavni nedostatak takvih akumulatora topline je potreba da se točno izračuna toplinski kapacitet pojedinačno za svaku prostoriju, uzimajući u obzir inerciju građevinskih konstrukcija, gubitak topline i volumen zraka. Pogreške u proračunima dovode do kršenja klimatskog režima i, kao posljedica toga, apsolutne neprimjerenosti upotrebe akumulatora topline ove vrste.

Spremnik s vodom je spremnik vode integriran u sustav hidrauličkog grijanja. Zagrijavanje puferskog rashladnog sredstva može se izvesti izravno – takvi se spremnici nazivaju jednokružnim krugom, ili putem izmjenjivača topline, odnosno rashladna sredstva u različitim krugovima su međusobno izolirana. Višefunkcionalnost skladišta vode omogućuje da se koristi kako za ravnomjerni prijenos topline u prolaznim režimima, tako i za skladištenje energije tijekom razdoblja noćne tarife. Upravo je ova vrsta akumulatora topline najzanimljivija za ruskog potrošača, a mi ćemo se detaljno posvetiti tome..

Što daje ugradnja akumulatora topline

Akumulator topline se ne može klasificirati kao nadogradnja proračunskog sustava grijanja. Prosječni trošak počinje od 120-140 tisuća rubalja. i mogu dostići pola milijuna, a navedeni raspon cijena bitan je za sustave koji pružaju toplinu u kućištu s površinom do 150 m². Postavlja se prirodno pitanje: što je opravdanje za kupnju tako skupe opreme??

Da biste razumjeli izvedivost instalacije uređaja za skladištenje topline, morate dobro razumjeti specifičnosti njegovog rada. Prije svega, vrijedi zapamtiti da to ne daje opipljive prednosti u tandemu s bojlerom koji radi na prirodni plin, lož ulje, odnosno, s automatskim dotokom goriva. Ima smisla instalirati akumulator topline s električnim ili krutim jedinicama s ručnim punjenjem, kao i u kombinaciji sa solarnim kolektorima. Ovim redoslijedom može se razlikovati niz prednosti:

1. Poboljšanje udobnosti rada kotla na kruto gorivo – broj paljenja može se smanjiti na jedan dnevno, a to vrijedi i van sezone i u najhladnijem petodnevnom razdoblju.
2. Povećana ušteda: kotao na kruto gorivo, radeći na maksimalnoj snazi, ne gubi toplinu zajedno s proizvodima izgaranja. Voda s niskom temperaturom cirkulira u zavojnici cijelo vrijeme, učinkovito upijajući generiranu energiju.
3. Produženje radnog vijeka kotla zbog zaštite od pregrijavanja. U načinu aktivnog izgaranja plamena, izmjenjivač topline ostaje suh cijelo vrijeme – zbog nedostatka kondenzata, onečišćenje dimnih kanala katranom znatno se usporava, a isključuje se utjecaj metala zavojnice kiselinama nastalih kada dim dolazi u dodir s vlagom..
4. Ako sustav pokreće solarni kolektor, akumulator topline je neophodan, jer je zahvaljujući njemu moguće zagrijavati prostor za stanovanje ne samo tijekom dana, nego i noću.
5. Dizajnerske karakteristike akumulatora topline olakšavaju implementaciju sustava tople vode, uključujući recirkulaciju.

Kriteriji za izbor spremnika pufera

Kao što je već spomenuto, raspon cijena za uređaje za skladištenje topline identičnog kapaciteta je vrlo visok. Da biste napravili pravi izbor, morate znati što određuje kvalitetu i trajnost opreme. Materijal tijela kontejnera je od primarne važnosti:

• Ugljični čelik može se koristiti u sustavima koji nemaju redovitu pripremu vode, što znači da metalni dijelovi nisu stalno izloženi otopljenom kisiku.
• Nehrđajući čelik ima antikorozivna svojstva, takav spremnik nije u stanju izazvati stvaranje mulja u sustavu i smatra se najnaprednijom vrstom skladištenja topline, ali je skuplji od ostalih..
• Metalni kovčeg s polimernom presvlakom – u ovom slučaju otpornost na koroziju osnovnog materijala spremnika nije kritična, jer zaštitna školjka jamči čistoću tekućine. Međutim, morate biti oprezni: neki polimerni spojevi mogu reagirati s posebnim nosačima topline, osim toga, debljina metalne ljuske mora biti dovoljno visoka da izdrži mehanički stres.

Dizajni akumulatora topline: 1 – izravno spajanje krugova; 2 – s jednim izmjenjivačem topline; 3 – s dva izmjenjivača topline

Spremnici pufera izrađeni u potpunosti od plastike ne bi se trebali smatrati ozbiljnim. Takvi uređaji za skladištenje nisu u stanju podnijeti opterećenje tekućine koja se širi zagrijavanjem, štoviše, pri visokim temperaturama, mnogi polimerni materijali gube svoja svojstva..

Ne samo materijal je važan, već i strukturne značajke slučaja. Dakle, najbolja opcija je cilindričnog oblika s jednodijelnim žigosanim sfernim dnom. Uvozna oprema, između ostalog, odlikuje se većom kvalitetom zavarivanja, testira se povećanim hidrauličkim tlakom prije isporuke proizvoda na tržište. Složenost opreme također igra ulogu: najjednostavniji akumulateri uključeni su izravno u sustav, ali ako se za grijanje koristi poseban nosač topline, prijenos topline provodi se prema shemi: krug kotla – skladište – krug grijanja kroz izmjenjivače topline. U tom se slučaju zaštita od smrzavanja vode u spremniku provodi postavljanjem električnog grijača, koji u pozitivnom stanju održava pozitivnu temperaturu vode. Potrošnja energije je zanemariva zahvaljujući kontinuiranoj toplinskoj izolaciji spremnika.

Još jedna nijansa je vrsta i kvaliteta toplinske izolacije, što također izravno utječe na trošak. Proračunski modeli odjeveni su u kućište od mineralne vune i ekspandiranog polistirena – ne najidealniji materijali u pogledu trajnosti i požarne sigurnosti. Napredniji modeli imaju toplinsku izolaciju od poliuretanske pjene, a najskuplji su izrađeni od poliizocijanurata. Ti materijali zadržavaju toplinu bolje od ostalih, pod radnim uvjetima pogona služe desetke, ako ne i stotine godina, a ne predstavljaju prijetnju od požara..

Sljedeći opcijski dodaci također mogu utjecati na cijenu uređaja za skladištenje topline:

• Kruta školjka za poboljšanje estetike i zaštitu toplotne izolacije od mehaničkih oštećenja.
• Prisutnost električnog grijaćeg elementa ili grane cijevi za njegovu ugradnju.
• Dodatni slavine od namota tople vode ili dodatni izmjenjivači topline.
• Ugrađeni termometri, manometri, kapsule za ugradnju elektronskih senzora.

Proračun akumulatora topline

Zapravo, jedini parametar akumulatora topline koji treba utvrditi za ispravnu integraciju u sustav grijanja je njegov kapacitet. Proračun se provodi po jednostavnoj shemi: određuje se vrijeme tijekom kojeg se sustav hladi do neugodne vrijednosti u nedostatku opskrbe energijom. Morate podijeliti željeno vrijeme autonomnog rada s ovom vrijednošću, a zatim primijeniti rezultirajući koeficijent na vlastiti kapacitet sustava grijanja.

Na primjer, ako se sa zapreminom sustava od 100 litara hlađenje dogodi za sat vremena, a potrebno je zagrijavanje 12 sati od jedne vrste zapaljivanja, ukupna količina rashladne tekućine trebala bi biti 1,2 tone, odnosno potrebni kapacitet pufera je 1100 litara. Istodobno, treba uzeti u obzir sve veće toplotne gubitke sustava koji ne prelaze 10% čak i u većini proračunskih opcija za skladištenje..

Približna formula za odabir volumena akumulatora topline:

m = (Pt) / (c? T)

Gdje: m– volumen
P– snaga kotla, W
?– učinkovitost kotla, 0,98%
t– vrijeme grijanja, h
c– specifični toplinski kapacitet vode, Wc / kg K
?T– delta temperature, K

Pri radu iz električne jedinice za grijanje, kapacitet spremnika punjenja izračunava se prema snazi ​​kotla i dozvoljenoj električnoj priključnoj snazi ​​objekta. Znajući količinu energije koja je potrebna za zagrijavanje vode s danom temperaturnom razlikom, potrebno je odabrati takav volumen da se međuspremnik tijekom niske tarife potpuno zagrije. Na primjer, za zagrijavanje jedne litre vode s deltom od 80 ° C potrebno je 93 W / h električne energije uz učinkovitost sustava jednake jedinici, dok će trajanje zagrijavanja biti oko tri minute. Da se ne zbunite u zamršenosti formula, možete upotrijebiti prikladan mrežni kalkulator.

Drugi aspekt dimenzioniranja sustava povezan je s izlazom kotla. Trebao bi biti oko dvostruko veći nego što je potrebno sustavu bez akumulatora topline. Prvo, ovo će omogućiti povećavanje punjenja goriva i paljenje u režimu velike snage, što znači da ćete morati grijati drva rjeđe kada sustav zagrijava. Drugo, s povećanjem snage kotla povećava se površina izmjenjivača topline, odnosno količina topline koja ga ne apsorbira bit će manja.

Značajke instalacije i rada

Shema cijevi spremnika ne ovisi o prisutnosti i broju posrednih izmjenjivača topline. Kod spajanja akumulatora topline uobičajeno je odvojiti krugove kotla i radijatora. Svaki od njih zahtijeva ugradnju trosmjernih ventila:

• Ventil za miješanje na krugu kotla je potreban tako da kotao ne radi u kondenzacijskom načinu dok se cjelokupna količina vode u akumulatoru topline zagrijava. Miješanje vruće vode iz dovoda u povrat kotla omogućuje vam održavanje temperature izmjenjivača topline na razini na kojoj čađ neće biti navlažena.
• Upravljački ventil u krugu radijatora omogućuje vam da regulirate temperaturu vode koja se dovodi do grijača. Prvo, ovo vam omogućuje produljenje životnog vijeka baterije, a osim toga postaje moguće udovoljiti temperaturnim ograničenjima za sustave s plastičnim cijevima ili podnim grijanjem bez dodatnih tehničkih sredstava.

Dijagram ožičenja za kotao na kruta goriva s akumulatorom topline: 1 – kotao na kruto gorivo; 2 – termostat; 3 – sigurnosna skupina; 4 – odvajač zraka; 5 – cirkulacijska pumpa; 6 – povratni ventil; 7 – tampon spremnik (akumulator topline); 8 – trosmjerni ventil; 9 – automatizacija; 10 – krug grijanja; 11 – površinski ugrađeni senzor temperature; 12 – ekspanzijski spremnik; 13 – senzor za suhi rad; 14 – make-up ventil

Prilikom ugradnje akumulatora topline stvaraju se dva kruga prisilne cirkulacije s odvojenim crpkama. Istodobno se vruća voda dovodi do grijaćih uređaja što je prije moguće nakon pokretanja kotla, jer se rashladno sredstvo uzima iz gornjeg dijela spremnika, gdje se sorbira tekućina s najvišom temperaturom. Važno je ne dopustiti postavljanje crpki nakon grane kako bi se napajali ventili, tako da, ako su potpuno zatvoreni, cirkulacija sustava ne prestaje. Istodobno, nema razlike u tome je li crpka ugrađena na dovodni ili povratni ogranak, nema.

Kad upravljate kotlom na kruto gorivo sa spremnikom, ne smije se dopustiti da radi u kondenzacijskom načinu rada. U sustavima bez akumulatora topline uobičajeno je ograničiti opskrbu kisikom kako biste produžili vrijeme sagorijevanja oznake. U prisutnosti spremnika pufera u režimu grijanja, kotao radi cijelo vrijeme u načinu izgaranja plamenom, što je moguće zbog značajnog volumena rashladne tekućine, koji može apsorbirati ogromnu količinu toplinske energije. Kako bi se izbjeglo stvaranje kondenzacije, trosmjerni ventil za miješanje mora se postaviti na temperaturu ne nižu od 60 ° C. Možda zbog smanjenja delte temperature, prijenos topline neće biti tako aktivan, međutim, to je jedini način da se isključi prekomjerno vlaženje izmjenjivača topline, što će olakšati čišćenje od čađe i produljiti vijek trajanja grijaće jedinice.

Povezani unosi:

1. Indukcijski bojler najbolji je izvor električne topline za sustave grijanja Sadržaj članka Povijest indukcijskog kotla Uređaj i princip rada Karakteristike indukcijskog kotla Kako instalirati indukcijski kotao Kako odabrati indukcijski kotao U ovom članku: Povijest stvaranja indukcijskih kotlova; načelo rada i uređaj...
2. Nosač topline za sustav grijanja – voda ili antifriz Sadržaj članka Zahtjevi za idealno rashladno sredstvo Nosač topline – voda Nosač topline – antifriz Kako odabrati optimalnu rashladnu tekućinu Sustavi grijanja s cirkulacijom tekućeg nosača topline, s obzirom na njihovu...
3. Sustavi grijanja u privatnoj kući: fotografije, stručni savjeti Sadržaj članka Sustavi koji se razlikuju u načinu cirkulacije Gravitacijski protočni sustav Prisilni sustav Različite sheme povezivanja za sustave pod tlakom grijanja Jednocijevni sustav (“Leningradka”) Dijagram cijevi kolektora (snopa) za grijanje...
4. Sustavi grijanja za dvospratnu kuću Sadržaj članka Otvoreni i gravitacijski sustavi – je li to stvarno Leningradka u dvokatnici Gornja i donja usmjeravanje dvocijevnog sustava Kolektorski sustavi i priključci za podno grijanje Oprema kotlovnice Cevi radijatora...

Čitaj više  Kako sakriti cijevi u kupaonici