Тепловой аккумулятор для системы отопления

Тепловой аккумулятор для отопления увеличивает эффективность работы всей системы обогрева, позволяет экономить на топливе и сбалансировать расходы на обслуживание помещения. Эта разработка исключает необходимость использования природных ресурсов или сводит их потребление к минимуму, что является довольно экологичным вариантом. Аккумуляторы различаются по комплектации и характеристикам.

Назначение теплоаккумулятора

При работе котла образуется избыточное количество тепла. Чтобы оно не растрачивалось впустую, используется буферный бак-аккумулятор для отопления, который накапливает лишний ресурс.

Сохраненная энергия впоследствии применяется для обогрева в перерывах между загрузками топлива. Если аккумулятор подобран правильно, то можно осуществлять одну заправку котла в день вместо обычных двух. Это позволяет наполовину сократить затраты на топливо.

Датчики изменения температуры, «умные» регуляторы и автоматическая подача теплоэнергии из бака в систему отопления позволят снизить потери тепла, а также сократить число порций загружаемого топлива.

Строение внутри и снаружи

Энергоаккумулятор имеет вид вертикального резервуара цилиндрической формы. Для его производства используются листы нержавеющей или черной стали с высокой степенью прочности. Изнутри устройство покрыто бакелитовым лаком, защищающим емкость от разрушительного воздействия горячей воды, кислот высокой концентрации и разбавленных солей. Порошковая краска, нанесенная на внешнюю поверхность, хорошо переносит высокие температуры.

Минимальный объем резервуара составляет 100 л, максимальный — доходит до нескольких тысяч. Крупные резервуары сложно разместить в условиях персональной котельной. Пенополиуретан, созданный по технологии вторичного вспенивания, обеспечивает надежную теплоизоляцию наружного покрытия бака.

Защитный слой достигает 10 см в толщину. Он состоит из сложного сплетения волокон и внутреннего покрытия на основе поливинилхлорида. Такое строение препятствует накоплению мелких частиц мусора и грязи на материале, создает водонепроницаемый слой и увеличивает стойкость оборудования к износу.

Для сохранения высокой температуры жидкости устройство оборачивается чехлом из высококачественного кожзаменителя. Тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления могут продаваться без теплоизолятора, его нужно будет приобрести отдельно и установить на прибор.

Принцип работы

Схема работы бака-аккумулятора в системе отопления довольно проста. Верхняя часть устройства соединяется трубой с котлом, работающим на основе электроэнергии, газа или твердого топлива. Резервуар постепенно наполняется горячей водой, которая остывает и опускается к циркулярному насосу. Последний отправляет ее обратно к котлу для подогрева.

Любой вид котла функционирует ступенчатым методом. При достижении нужного нагрева он отключается, а при остывании теплоносителя снова включается. В моменты простоя жидкость из котла заменяется горячей водой из теплоаккумулятора. Это позволяет поддерживать оптимальную температуру в системе до следующего включения устройства.

Виды устройств

Функция у всех буферных резервуаров одна, но конструкция может отличаться.

Накопители подразделяются на несколько видов:

• пустотелые — не содержащие внутри теплообменников;
• оборудованные 1−2 змеевиками, которые позволяют прибору работать эффективнее;
• устройства с небольшими бойлерами, установленными внутри, оптимизирующими функционирование индивидуальной системы подачи горячей воды в доме.

Резьбовые отверстия на корпусе бака служат точками подключения для разводки системы отопления и греющего котла.

Пустотелый агрегат

Самым дешевым и простым в устройстве является пустотелый аккумулятор тепла, не имеющий внутренних компонентов. Он может подключаться к нескольким источникам энергии и через патрубки 1 ½ распределяется по местам потребления.

Возможен также вариант установки нагревательного элемента, питающегося от электрической сети. Устройство хорошо прогревает помещение, защищает теплоноситель от перегрева и обеспечивает безопасность использования системы отопления. Если в дом не требуется проводить горячее водоснабжение и обеспечивать дополнительный обогрев комнат, то твердотельный аппарат может стать лучшим выбором. Этому способствует низкая цена устройства и простая конструкция накопителя.

Приборы с наполнением

Большая область применения доступна для баков-аккумуляторов с двумя теплообменниками. Нижний змеевик прогревает емкость, а верхний — отводит теплоэнергию. Обменные узлы обеспечивают постоянное поступление горячей воды для использования в быту.

С их помощью можно подогревать дорожки возле дома, бак от гелиоустановки, а также использовать сохраненное тепло в других целях. Этот вид устройств более дорогой, но его цена окупается широким набором функций и высокой эффективностью работы.

Модель с бойлером внутри также накапливает тепло от работы котла и обеспечивает подачу горячей воды в кран. Внутренняя емкость бака выполнена из нержавеющей стали и укомплектована анодом на основе магния, понижающим жесткость воды и защищающим стенки прибора от накипи. Этот агрегат совместим с любыми энергетическими источниками, одинаково хорошо функционирует с закрытыми и открытыми системами. Накопитель поддерживает правильную температуру воды и не допускает перегрева отопительного котла.

Сферы применения

Теплоаккумулятор накапливает энергию, выработанную системой, а затем оптимально ее распределяет для эффективного обогрева всего помещения и подачи горячей воды.

Он работает с различным оборудованием, среди которого наиболее часто применяются:

• электрические нагревательные резервуары;
• твердотопливные котлы;
• солнечные батареи.

Гелиосистемы с аккумулятором

Бесплатное получение гелиоэнергии для бытовых нужд обеспечивают современные устройства — солнечные коллекторы. Поступление энергии происходит неравномерно, поэтому оборудованию требуется тепловой аккумулятор для нормального функционирования. Работа конструкции зависит от времени суток, сезона и погоды.

Если солнечная энергия является единственным источником для систем водоснабжения и отопления, то солнечные коллекторы без накопителя не смогут обеспечить бесперебойную поставку ресурса.

Решить проблему позволяет теплоаккумулятор, применяемый совместно с установкой в солнечные и ясные дни для максимального сбора энергоресурса. В работе устройства используется повышенная теплоемкость жидкости. Остывание на градус 1 л воды выделяет энергию, достаточную для повышения температуры на 4 градуса 1 куб. м воздуха.

Во время максимальной солнечной активности расход ресурса становится меньше выработки. Тепловой аккумулятор собирает излишки и запускает их в систему отопления, когда поступление энергии из основного источника снижается или прекращается. Это актуально для ночи.

Твердотопливный котел с баком

Котел твердотопливного типа работает в цикличном режиме. Сначала в топку закладываются дрова, некоторое время система разогревается. На пике горения топлива вырабатывается полная мощность и достигаются максимальные температуры.

После этого отдача тепла снижается, а при догорании дров процесс полностью останавливается. Эта схема относится ко всем котлам и устройствам с функцией продолжительного горения. В таких приборах нет возможности точной регулировки поступающего тепла, что является их существенным недостатком в сравнении с электрическими и газовыми аналогами.

В период до и после пика горения выработка тепла заметно ниже, и ее может быть недостаточно для полноценного функционирования систем подачи горячей воды и отопления. Но в активной фазе ресурса выделяется слишком много, он просто тратится впустую. Нерациональный расход приводит к излишнему потреблению топлива и повышению затрат на его приобретение.

В момент пика выработки тепла теплоаккумулятор будет накапливать в резервуар излишки и использовать их для обогрева в моменты простоя и сниженной активности котла. Устройство повышает температуру водяной системы отопления, она начинает циркулировать в обход остывшего бака.

Электросистема с резервуаром

Греющая система, работающая от электросети, — дорогостоящий вариант, который обычно совмещают с твердотопливным котлом. Она обычно используется при отсутствии альтернативных источников питания оборудования.

Экономнее включать устройство в период, когда действуют сниженные тарифы на электроэнергию, например, в выходные дни и ночью. Теплоаккумулятор для электрических котлов отопления позволяет при этом накопить вырабатываемое тепло. Полученный ресурс можно будет использовать во время простоя или экономной работы прибора.

Самостоятельная сборка накопителя

Для изготовления простого теплового аккумулятора подойдет бочка из стали. При ее отсутствии можно сварить вертикальный бак в форме цилиндра из нержавеющих листов по 2 мм толщиной. Нагревательным элементом будет служить медная трубка. Ее длина должна быть 8−15 м, а диаметр 2−3 см. Трубку нужно согнуть в форме спирали и разместить внутри бака.

В верхней и нижней части бочки выводятся патрубки с кранами для входа и выхода теплоносителя. Теплоаккумулятором будет служить верхушка бака. Следующим шагом конструкция проверяется на герметичность. Для этого в нее набирается вода, а сварные швы обрабатываются керосином. При отсутствии утечек можно переходить к утеплению емкости.

Утепление конструкции

Перед созданием утеплительного слоя необходимо обезжирить и зачистить поверхность бочки. Затем материал нужно прогрунтовать и окрасить порошковой краской с термостойкими компонентами. Эта процедура защитит резервуар от коррозии.

Далее бак обматывается базальтовой ватой в рулонах толщиной от 6 до 8 мм или утеплителем. Конструкция стягивается шнурами или скотчем. Можно также накрыть бочку листовым металлом или обернуть фольгированной пленкой.

В утеплителе нужно подготовить отверстия для патрубков, а затем подключить аккумулятор к системе отопления и котлу. Для контроля нагрева нужно дополнительно установить в резервуар датчик давления, термометр и взрывной клапан.

Расход запасенного ресурса

Невозможно получить точные данные о скорости расхода ресурса, накопленного в резервуаре.

На длительность работы системы от буферного бака влияют следующие факторы:

• объем накопительного резервуара;
• время года и температура на улице;
• показатель теплопотери помещения;
• заданные настройки термодатчиков;
• полезная площадь здания, нуждающаяся в подаче горячего водоснабжения и обогреве.

Частный дом может обогреваться несколько часов или даже дней при пассивном режиме отопительной системы. В это время можно дать котлу отдохнуть от постоянной нагрузки, что продлит срок его эксплуатации.

Тепловой аккумулятор не дает воде перегреваться при максимальной выработке котла, экономит топливо и оптимизирует теплоотдачу. Благодаря этому нагрузка на систему обогрева значительно снижается, она может функционировать более длительный срок без сбоев и поломок.