Буферная емкость для отопления: принцип работы и критерии выбора

Содержание

Что из себя представляет буферная емкость для твердотопливного котла

Буферная емкость (также теплоаккумулятор) — это резервуар определенного объема, заполненный жидкостью, целью которого является сбор избыточной тепловой мощности и последующее более эффективное ее распределение для отопления дома или обеспечения горячей водой (ГВС).

Для чего нужна и насколько она эффективна

Буферная емкость чаще всего используется для твердотопливных котлов, имеющих определенный цикл, а также для медленно горящих котлов на мазуте. После воспламенения тепловыделение топлива быстро возрастает до пика в камере сгорания, затем тепловыделение падает до нуля и прерывается во время подавления, когда не вводится новая порция топлива.

Исключением являются бункерные котлы с автоматическим питателем, где сжигание происходит с одинаковой теплопроизводительностью благодаря регулярной, стабильной подаче топлива.

При такой цикличности в периоды охлаждения или увлажнения мощность отопления может быть недостаточной для поддержания комфортной температуры в доме. В то же время, во время пиковой мощности отопления температура в доме намного выше комфортной, и часть избыточного тепла из камеры сгорания просто уходит в дымоход, что не является наиболее эффективным или экономичным использованием топлива.

Принцип работы системы отопления с бойлером косвенного нагрева
Схема подключения буферной емкости, показывающая принцип работы буферной емкости.

Эффективность буферной емкости лучше всего проиллюстрировать на конкретном примере. Один кубический метр воды (1000 литров) производит от 1 до 1,16 кВт тепла при охлаждении на 1°C. Возьмем для примера средний дом площадью 100 м2 с обычной стеной из 2 кирпичей, теплопотери которого составляют около 10 кВт. Термоаккумулятор объемом 750 литров, нагретый до 80°C в нескольких отсеках и затем охлажденный до 40°C, обеспечит примерно 30 кВт тепла для системы отопления. Для рассматриваемого дома это равносильно 3 дополнительным часам обогрева батареи.

Иногда буферная емкость также используется в сочетании с электрическим котлом, что оправдано для отопления в ночное время: при сниженных тарифах на электроэнергию. Однако такая схема редко оправдывает себя, поскольку для накопления достаточного количества тепла для отопления в ночное время требуется бак объемом не 2 000 и даже не 3 000 литров.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем дать рекомендации по конструкции этого важного устройства, давайте кратко определим его назначение и рассмотрим его заводскую конструкцию. Таким образом, накопительные баки для воды используются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

  • При эксплуатации электрического котла с многотарифным счетчиком, когда радиаторы могут экономично работать только ночью. Устройство обогревает дом на полной мощности и накапливает тепловую энергию в резервуаре для воды;
  • Накопители тепла также необходимы для твердотопливных котлов, которые останавливаются на ночь или в другое время, когда некому загрузить в плиту новую порцию дров или угля;

Как сделать собственный буферный резервуар для хранения тепла - стоит ли?

Заводские установки представляют собой круглый резервуар, заполненный водой. В него погружено несколько змеевиков, в которых циркулирует теплоноситель котла и других отопительных контуров. Конструкция довольно сложна в изготовлении и поэтому не дешева, в этом можно убедиться, взглянув на чертежи теплоаккумулятора.

Если вы попытаетесь взять такое устройство за основу для самостоятельного изготовления теплоаккумулятора, то в итоге он обойдется ненамного дешевле заводского. Трубы из меди или нержавеющей стали и работа, связанная с их размоткой, герметизацией вводов и изоляцией, отнимут у вас много времени и денег. Для домовладельцев, желающих собрать и установить самодельный радиатор, существует более простое решение, описанное ниже.

Плюсы и минусы использования

Каждый источник тепла для отопления помещений имеет свои характеристики, которые необходимо учитывать при проектировании и установке источника тепла.

Преимущества включения буферного накопителя в систему отопления многочисленны:

  • энергоресурсы экономятся почти на пятьдесят процентов,
  • Это также позволяет котлу работать на полную мощность. Это продлевает срок службы источника тепла, так как конденсат образуется очень редко. Кроме того, топливо сгорает в полную силу, уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу, а котел требует меньшей очистки,
  • объем теплоносителя в буферной емкости защищает систему отопления от перегрева,
  • Функцию буферного накопителя лучше всего выполнять в межсезонье, когда котел используется с перерывами.

Буферный накопитель тепла
Нагревательный буфер экономит ресурсы

Теперь давайте рассмотрим негативные аспекты, присущие буферной емкости:

  • Вам придется понести дополнительные расходы на приобретение буферной емкости и других компонентов, необходимых для прокладки трубопровода. Однако, как показывает практика, все эти затраты окупаются в течение двух-трех лет,
  • усложняется система отопления; требуется дополнительное пространство для установки оборудования,
  • Система отопления с буферной емкостью «разрядится» за два-четыре часа.

Устройство и принцип работы

Конструкция теплового аккумулятора

Теплоаккумулятор — это герметичный, обычно вертикальный цилиндрический резервуар, иногда дополнительно теплоизолированный. Он служит посредником между котлом и системой отопления. Стандартные модели оснащены арматурой, состоящей из 2 пар фитингов: первая пара — подача и обратка котла (малый контур); вторая пара — подача и обратка отопительного контура, распределенного по дому. Малый контур и контур отопления не пересекаются.

Принцип работы аккумулятора в сочетании с твердотопливным котлом прост:

  1. Когда котел разжигается, циркуляционный насос непрерывно прокачивает теплоноситель в малом контуре (между теплообменником котла и аккумулятором). Мы подключаем подачу котла к верхнему отводу, а обратку — к нижнему. Это обеспечивает заполнение всей буферной емкости нагретой водой без четкого вертикального потока горячей воды.
  2. В свою очередь, отопительная вода, питающая радиаторы, соединяется с буферным баком в верхней части, а обратная вода — в нижней. Теплоноситель может циркулировать без насоса (если система отопления рассчитана на естественную циркуляцию) или с принудительной циркуляцией. Опять же, этот тип подключения минимизирует вертикальное смешивание, так что буферный накопитель передает накопленное тепло к радиаторам постепенно и более равномерно.

Если правильно выбрать объем и другие характеристики буферной емкости для твердотопливного котла, то потери тепла можно свести к минимуму, что скажется не только на экономии топлива, но и на комфорте парильщика. Накопленное тепло в хорошо изолированном буферном цилиндре сохраняется в течение 30-40 часов и более.

Благодаря соответствующему объему, который значительно больше, чем у системы отопления, все выделяемое тепло аккумулируется (в соответствии с коэффициентом полезного действия котла). Полностью «заряженный» теплоаккумулятор доступен после 1 — 3 часов нагрева даже при полном погасании.

Принцип смешивания разных температурных потоков

Когда помещение быстро нагревается, аккумулятор выводится из контура отопления трехходовым клапаном, а теплоноситель, хранящийся в резерве аккумулятора, вводится в контур отопления только тогда, когда температура теплоносителя достигает 60°C.

К преимуществам данного устройства относится возможность достижения достаточно быстрого и экономичного нагрева с последующей передачей избыточного тепла в аккумулятор и эффективным процессом теплообмена, а также обеспечение стратегического запаса теплоносителя на максимальное время работы отопительного котла.

Гидравлическая развязка теплоносителя

Теплоаккумулятор для отопления своими руками
В этой системе аккумулятор становится частью отопительного контура и не отделяется от потока теплоносителя.

Таким образом, происходит постоянная передача тепла от «горячего» контура отопления к ТП.

Высоконагруженные типы теплообменников отопительных котлов требуют теплоносителя без загрязнений и пузырьков, что значительно продлит срок их службы.

Подготовленная вода находится внутри вспомогательного котла.

Недостатком такой системы является необходимость приобретения и соответствующей установки дополнительного оборудования (например, мембранного бака, принцип работы которого описан здесь), представленного парой насосов и стандартной системой подачи.

В более сложных и продвинутых схемах обязательно используются два отдельных теплообменника, заключенных в корпус ТА, и мембранный расширительный бак (об установке в системе отопления читайте здесь).

Механизм действия буферных систем

Пусть буферная система содержит примерно равные концентрации слабой кислоты (AH) и ее сопряженного основания (A -); при добавлении сильной кислоты она является донором ионов H +, которые связываются с основанием A -:

H 3 O+ + A — → H 2 O + AH.

С другой стороны, при добавлении небольшого количества основания в раствор поступают OH — ионы, с которыми взаимодействует слабая кислота.

OH — + AH → H 2 O + A -.

Эти две обратимые реакции обеспечивают буферные свойства раствора: добавление в раствор ионов H+ или OH- влечет за собой изменение соотношения слабой кислоты и сопряженного основания и очень незначительное изменение pH.

Это распространенное заблуждение, что буферные растворы способны поддерживать pH на абсолютно постоянном уровне. На самом деле это не так; добавление даже небольшого количества кислоты или основания к такому раствору вызывает изменение водородного показателя, но очень незначительное. Например, если к 1 литру чистой воды добавить 0,01 моль соляной кислоты, ее pH изменится с 7,0 до 2,0, то есть на 5 единиц, тогда как если такое же количество кислоты добавить к 1 литру буферного раствора, его pH изменится всего на 0,1.

Типы конструкций

Фото. Конструкция буферного резервуара Описание специальных возможностей
Резервуар с прямым подключением сверху и снизу Стандартная буферная емкость, описанная выше, имеет прямое соединение сверху и снизу. Эта конструкция является самой дешевой и наиболее часто используемой. Он подходит для стандартных систем отопления с одинаковым максимально допустимым рабочим давлением для всех отопительных контуров, одинаковым теплоносителем и там, где температура воды, нагреваемой котлом, не превышает максимально допустимую температуру для радиаторов.
Резервуар с дополнительным внутренним теплообменником Буферная емкость с дополнительным внутренним теплообменником (обычно в виде змеевика). Установка с дополнительным теплообменником необходима, если давление в малом контуре выше максимально допустимого давления для радиаторов. Если дополнительный теплообменник подключен к отдельной паре соединений, можно подключить дополнительный (второй) источник тепла, например, ТТ-котел + электрокотел. Также возможно разделение теплоносителя (например: вода во вспомогательном контуре; антифриз в системе отопления).
Резервуар со вспомогательным контуром и вторым контуром ГВС Накопительный бак с дополнительным контуром и еще один контур для ГВС. Теплообменник для горячей воды изготовлен из сплавов, не нарушающих стандарты и санитарные требования к воде для приготовления пищи. Он используется в качестве замены двухконтурного котла. Кроме того, его преимуществом является практически мгновенная подача горячей воды, тогда как двухконтурному котлу требуется 15-20 секунд для подготовки и подачи ее к месту использования.
Контур горячей воды для бытовых нужд спроектирован не как змеевик, а как отдельный внутренний бак Аналогична предыдущей конструкции, но теплообменник ГВС выполнен не в виде змеевика, а в виде отдельного внутреннего бака. В дополнение к преимуществам, описанным выше, внутренний бак устраняет ограничения по объему горячей воды. Весь объем бака ГВС может быть использован для неограниченного одновременного приема, после чего необходимо время для повторного нагрева. Как правило, емкости внутреннего резервуара хватает как минимум на 2-4 купающихся подряд.

Каждый из вышеупомянутых типов буферных емкостей может иметь больше пар патрубков, что позволяет зонировать систему отопления, дополнительно подключить водяной теплый пол и т.д.

Применение различных типов систем

Системы отопления, состоящие исключительно из твердотопливных котлов, обычно используются для обогрева частных домов. Неудобство заключается в необходимости строительства помещения для хранения угля (дров), но такой конфигурации достаточно для отопления в самую холодную погоду.

Системы отопления с использованием солнечных коллекторов могут сэкономить до 30% затрат на энергоносители, но не могут заменить твердотопливный котел. Поэтому он используется как вспомогательное средство, тем более что солнце светит не всегда. Но чтобы в доме всегда была вода, достаточно емкости (она заменяет ее на 50-90%).

Комбинированные конфигурации предполагают использование газовых и твердотопливных котлов. Это удобно при эксплуатации системы в замороженном здании. Если газовый агрегат подключен к системе горячего водоснабжения, в системе всегда будет вода. Нет необходимости загружать дрова, достаточно нажать кнопку, запускающую газовую горелку, и твердотопливный котел возьмет на себя основную задачу по нагреву воды.

Виды буферных ёмкостей

В зависимости от того, в каком положении будет закреплено оборудование, буферные емкости делятся на три типа:

  • горизонтальный:
  • вертикальный;
  • цилиндрический.

Единственным недостатком буферной емкости, пожалуй, является ее размер. Диаметр самого маленького 500-литрового бака составляет 600 миллиметров, поэтому буферная емкость требует определенной площади поверхности.

В зависимости от материала, из которого изготовлены буферные емкости, различают

  • Буферные баки изготовлены из черной стали;
  • Буферные баки изготовлены из нержавеющей стали.

Буферные резервуары также могут быть:

  • без давления;
  • контейнеры под давлением.

Конструкция теплоаккумулятора

Как сделать буферную емкость своими руками, стоит ли это делать
По этой схеме происходит взаимодействие теплового аккумулятора, котла и системы отопления.

Как вы сами понимаете, довольно сложно изготовить любое устройство, не зная точно весь его «состав». Поэтому сначала мы внимательно рассмотрим его основные компоненты, а затем приступим к его разбору.

Таким образом, теплоаккумулятор, по сути, представляет собой огромный термос, способный поддерживать температуру горячей воды в течение длительного времени (до нескольких дней). Его основой является большая железная бочка с хорошей изоляцией и, конечно же, необходимыми розетками.

Основные узлы теплового аккумулятора:

  • Бак — непосредственно сама емкость, в которой будет храниться горячая вода.
  • Теплоизоляция — слой изоляции, который будет препятствовать охлаждению воды.
  • Внешний кожух — наносится поверх изоляции для более прочной фиксации и придания бытовому блоку презентабельного вида.
  • Запорный клапан
  • Вентиляционное отверстие
  • Предохранительный клапан
  • Термостат или трехходовой клапан
  • Нить на катушке
  • Термометр — установлен в тепловой экран для обеспечения наиболее точных показаний температуры внутри емкости.
  • Электрическая нагревательная спираль — в идеале, конечно, эта деталь присутствует в вашем теплоаккумуляторе. Он будет действовать как резервный источник энергии в случае, если котел по какой-то причине перестанет работать. Таким образом, в случае сильных морозов система не будет полностью разморожена, пока вы будете ремонтировать отопительный агрегат. Кстати, достаточно нагревательного элемента мощностью около 1,5-2 кВт. Согласитесь, это очень полезная вещь!
  • Змеевик (теплообменник) является основной частью всего устройства, так как нагрев осуществляется с его помощью. Медный змеевик большого диаметра (около 20 мм) — идеальный вариант, так как медь не ржавеет, в отличие от стальной или оцинкованной трубы.
  • Сливной клапан — для обслуживания резервуара.

Бак теплоаккумулятора

Об этом стоит поговорить отдельно, так как от правильного выбора материала, объема и формы сосуда зависит эффективность вашего будущего творения.

Чтобы понять это, не нужно быть гаечным ключом в руках: «нержавеющая сталь» — лучший материал для сосуда теплового аккумулятора. Он не только не ржавеет, но и очень прочен. Емкость из этого материала будет служить вам верой и правдой более 50 лет. Конечно, стоимость бака из «нержавеющей стали» очень высока.

Существует еще один вариант бочки для теплоаккумулятора — это пластиковая бочка в металлической оправе. Максимальная температура воды, которую он может выдержать, составляет 80˚C.

Вполне возможно, что вы просто не можете позволить себе потратить такую сумму денег на танк. Именно поэтому мы предлагаем вам несколько вариантов того, где и как вы можете приобрести необходимый вам резервуар:

— поручите его изготовление опытным сварщикам

— Сделайте резервуар самостоятельно из бочки диаметром 1 метр или сделайте простой куб из подручных материалов.

Бочка — лучшая форма для аккумулятора, чем куб — сферический бак будет нагревать воду равномерно. Емкость бака должна составлять около 200-300 литров, но не меньше. 100-литровый бак просто не справится с этой задачей.

Функциональные возможности

Установленный теплоаккумулятор содержит специальную буферную емкость, которая является мощным аккумулятором избыточного тепла. Само устройство представляет собой резервуар для воды с небольшим змеевиком, который полностью покрыт теплоизоляционным материалом.
Расположение буферной емкости в системе отопления

По мере того, как котел сжигает загруженные в него дрова, в баке постепенно накапливается избыточное тепло, вырабатываемое системой. Когда котел перестает вырабатывать необходимую пользователю температуру, все избыточное тепло из бака передается на радиаторы. Большим преимуществом является то, что вода в радиаторах вообще не остывает.

Независимо от размера дома, система отопления должна быть оснащена эффективным электрическим насосом для обеспечения постоянной циркуляции охлаждающей среды. Однако при отключении электричества такая система перестает работать. Заложенные дрова горят, выделяется тепло, но вода остается неподвижной в трубах, закипая в котле.

Если пользователь пропустит этот момент, система взорвется, что может быть опасно для жизни. Установленный теплоаккумулятор предотвращает такие последствия. Буферная емкость для твердотопливных котлов также имеет большое преимущество — в несколько раз увеличивает время между закладкой дров. Это исключает риск замерзания системы из-за затухания котла.

Высококачественный буферный блок выполняет несколько полезных функций в автоматическом режиме:

  • В нужный момент он отдает накопленное тепло заправленному теплоносителю.
  • Обеспечивает стабильную работу системы без вмешательства человека.
  • Непрерывно сохраняет все избыточное тепло.
  • Предотвращает закипание воды в случае отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки

Использование буферной емкости в системе отопления
Каждый эксперт согласится, что современные автономные твердотопливные котлы с буферными емкостями имеют свои преимущества и недостатки.

Все нюансы должны быть учтены будущим владельцем для того, чтобы выбранная им система отопления работала исправно.

К положительным моментам относятся:

  • Установленное оборудование надежно защищено от перегрева.
  • Энергетический потенциал котла используется в полной мере. Это значительно повышает уровень эффективности.
  • Система работает более плавно, что гарантирует дифференцированный подход к обогреву различных помещений.
  • Проблема снабжения дома горячей водой решается без особых трудностей.
  • Работа котла требует значительно меньшего вмешательства человека.
  • У пользователя есть много возможностей модернизировать систему отопления, сделав ее более эффективной.

Недостатков не так много, но все они довольно специфичны. Каждый из них требует внимания со стороны владельцев отопительного оборудования.

К недостаткам можно отнести следующее:

  • Буферные баки — это довольно громоздкие и тяжелые изделия. Они требуют подготовки большого помещения для установки, что не всегда удобно. Кроме того, могут возникнуть некоторые трудности с доставкой.
  • Котел с тепловым аккумулятором характеризуется высокой инерционностью. Поэтому с момента первой растопки котла до достижения стандартных значений может пройти много времени. Эта ситуация может быть особенно сложной для сельских домовладельцев.
  • Достаточно высокая цена оборудования, которая может превышать стоимость самого котла.

Комплектующие элементы

Буферная емкость для котла представлена в виде простой металлической бочки, с внешней теплоизоляцией. Несмотря на очень простую конструкцию, агрегат очень эффективен и экономичен, что очень важно для системы отопления.
Конструкция буферного бака для твердотопливных котлов

Для того чтобы такое устройство функционировало должным образом, необходимо знать, из каких компонентов оно состоит и какую функцию они все выполняют:

  • Спиральный теплообменник. Этот компонент устанавливается только в тех моделях, которые подключены к системе отопления с несколькими видами теплоносителя одновременно (мощные солнечные коллекторы, тепловой насос). При его изготовлении используется только нержавеющая сталь.
  • Вместительный резервуар. Поставляется из эмалированного листового металла или нержавеющей стали. От бака идут специальные патрубки для подключения к системе отопления и теплогенератору. Важно понимать, что материал, из которого изготовлен бак, определяет его долговечность.
  • Встроенный змеевик ГВС. Некоторые современные модели, помимо поддержания температуры заполненного теплоносителя, нагревают воду для бытовых нужд.

Каждая модель оснащена специальным смотровым окошком, помогающим обслуживать резервуар. Это позволяет специалисту по техническому обслуживанию своевременно удалить загрязнения или произвести ремонт.

Расчёт необходимой ёмкости

Когда все ясно с конструкцией буферной емкости для системы отопления, можно переходить к расчету необходимых параметров. Размер напрямую зависит от мощности отопительного котла.
Расчет необходимой тепловой буферной емкости

Если установлено устройство, вырабатывающее 35 кВт/ч, объем используемого бака должен превышать это значение как минимум в 30 раз. Кроме того, необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:

  1. 1. Не следует считать само собой разумеющимся, что теплоаккумулятор поглотит все тепло и что сама система будет работать плохо. Когда наружная температура опускается ниже -30˚C, котел может без проблем обойти буферный блок. Но когда станет теплее, теплоаккумулятор придет в действие и все избыточное тепло будет сохранено в нем.
  2. (2) Эффективность должна рассчитываться только для погодных условий, когда дом теряет максимальное количество вырабатываемого тепла. Например, если котел теряет 33 кВт/ч при температуре окружающей среды -29˚C, мощность всей системы должна быть такой же. Конечно, необходимо учитывать и небольшую маржу. Для хорошего обогрева существующей системы необходимо создать минимум 35 кВт/ч.
  3. 3. необходимо учитывать размер помещения, в котором будет установлен сам агрегат вместе с теплообменником и другими компонентами. В некоторых случаях установка большого теплоаккумулятора невозможна.

Однако, если монтажник обладает необходимыми навыками, можно построить резервуар своими руками. Наилучшим вариантом считается цилиндрический блок со следующими параметрами:

  • Диаметр — 1 метр. Стоит учесть, что если объем теплоаккумулятора составляет 1750 л, то его диаметр должен быть не менее 1,06 м.
  • Высота — 2 метра.

Правила выбора качественного агрегата

Типы буферных резервуаров
Опытные инженеры-теплотехники всегда помогут выбрать наиболее подходящий теплообменник. Однако если нет возможности обратиться за помощью к профессионалам, вам придется сделать свой собственный выбор.

Это несложно — главное, внимательно изучить основные параметры:

  • Объем резервуара.
  • Давление в системе отопления.
  • Оснащены вспомогательными теплообменниками.
  • Вес и внешние размеры.
  • Возможность установки дополнительных компонентов.

Эксперты утверждают, что основным параметром является номинальное давление в системе. Чем выше это число, тем теплее будет отапливаемое помещение.

При выборе наиболее подходящей модели следует обратить внимание на величину максимального давления, так как от этого зависит время работы устройства. Теплоаккумулятор из нержавеющей стали обладает отличными эксплуатационными характеристиками.

Методы расчета параметров

Опытные специалисты, подбирающие буферную емкость для устройства системы отопления, при расчете емкости используют один из известных методов.

Статистический

Этот метод рассчитывает объем буферной емкости на основе количества заправляемого топлива. Он основан на принципе баланса между производимой и используемой энергией.

Чтобы не забирать энергию из системы отопления, бак должен забирать всю энергию, вырабатываемую котлом при максимальной нагрузке котла. Для этого нужно умножить номинальную мощность котла на время, необходимое для сгорания топлива.

Динамический

Для этого расчета необходимо знать количество энергии, используемой для отопления здания, и рабочий температурный режим в любой момент времени. Максимальное время работы котла в этом случае определяется пользователем и измеряется в днях.

Буферная емкость защищает котел от гидроударов, а теплоноситель в системе нагревается более равномерно. Накопительный бак является важной частью вашей системы отопления.

Варианты подключения

Опытные мастера используют несколько проверенных методов для подключения теплообменника к твердотопливному котлу. Однако, независимо от выбранного варианта, специалист должен следовать нескольким элементарным правилам.
Схема подключения буферного хранилища для твердотопливных котлов

Для правильной работы системы отопления необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. 1. на входах должны быть установлены высококачественные фильтры для воды.
  2. 2. в сети должен быть установлен специальный запорный клапан.
  3. 3. все соединения в системе отопления должны быть фланцевыми или резьбовыми.
  4. 4. система не сможет стабильно функционировать без вентиляционного клапана.
  5. 5. на теплообменнике должны быть установлены манометр и предохранительный клапан.

Тщательное соблюдение этих элементарных правил обеспечит полную безопасность и функциональность всей системы отопления.

Качественный котел с буферной емкостью может быть установлен по различным схемам. Существует упрощенная модель, с которой легко справится даже начинающий монтажник. Однако приступать к самостоятельной установке можно только после того, как вы ознакомились с принципом работы выбранной схемы.

Самостоятельное изготовление прямоугольной модели

Это тип буферного устройства, который многие предпочитают изготавливать вручную. Это позволит вам сэкономить значительную сумму денег.

Для того чтобы реализовать эту идею, необходимо выполнить следующие шаги:
Прямоугольный тепловой буферный бак своими руками
На начальном этапе рисуется схема будущего строения, определяются размеры каждой стены. Необходимо учитывать толщину сварочных швов. Обычно этот показатель колеблется от 1 до 3 мм (все зависит от аппарата и используемых электродов).

  • Подготовленный лист необходимо предварительно разрезать на части.
  • Обе стороны заготовки должны быть прижаты друг к другу так, чтобы они образовали прямой угол. Тяжелые заготовки должны быть надежно закреплены.
  • Произведите точечную сварку металла в нескольких местах, а затем проверьте правильность расположения всех листов.
  • Мастер должен выполнять внутренние и внешние сварные швы.
  • Все стенки, а также дно свариваются аналогичным образом.
  • Сверху аккуратно приваривается уголок и сверлятся все необходимые отверстия.
  • К каждой стороне прикреплено несколько ребер жесткости.
  • Осталось только сделать ножки и сварить их вместе.

Традиционная схема монтажа

Установка буферной емкости для твердотопливных котлов в частном доме
Многие мастера привыкли делать стандартную типовую обвязку для твердотопливных котлов из полипропилена, с небольшим периметром и смесительным узлом. Основная функция смесительного узла заключается в предотвращении попадания холодной воды из возвратной трубы в специальную водяную рубашку буферной емкости.

При использовании трехходового клапана, настроенного на +45˚C, поток теплоносителя закрывается в малом контуре до достижения заданного значения. Только после этого устройство подмешивает воду из системы в обратную трубу.

Для удаления накипи и других примесей из жидкости перед трехходовым клапаном необходимо установить фильтр, который опытные мастера называют грязеуловителем. Он должен быть установлен горизонтально.

В больших частных домах трубопроводы к твердотопливному котлу должны подводиться через гидрофор. Основное отличие этой схемы заключается в том, что теплообменник не выступает в роли аккумулятора тепла, а служит для гидравлического отделения контура котла от остальных ветвей отопления.

Преимущество такой системы неоспоримо, так как владелец может подключить теплый пол, радиаторное отопление, а также косвенный водонагреватель. Для эффективной работы этих систем требуется разная температура основной охлаждающей жидкости в каждой ветви.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Как сделать буферную емкость своими руками, стоит ли это делать

Процесс сжигания древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан — это простое неорганическое соединение, которое при высоких температурах разлагается на углекислый газ и воду с примесью угарного газа. Древесина и уголь — это сложные органические вещества, которые при сгорании выделяют целый ряд веществ и газов, некоторые из которых являются агрессивными. Это влияет на долговечность нагревателя. Индивидуальная настройка твердотопливных котлов направлена на создание оптимального режима работы и тем самым продление срока их службы.

Особенностью работы твердотопливных котлов является то, что после розжига камеры сгорания они выходят на рабочий режим. Если трубы отопления проложены непосредственно к радиатору и во время предварительного нагрева через водяную рубашку радиатора проходит холодная вода, на внутренних стенках радиатора образуется конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и прочно прилипает к поверхности металла или чугуна. Результаты следующие:

  1. Стальные стенки камеры сгорания корродируют.
  2. Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует налипанию отложений, которые очень трудно удалить. Такие же отложения появятся на стенках стальной камеры.

Для эффективной борьбы с конденсатом следует установить небольшой циркуляционный контур с трехходовым клапаном и не рекомендуется подключать твердотопливный котел напрямую к системе отопления.

Из этого правила есть одно исключение — если котел подключен к самотечной системе отопления, не имеющей циркуляционного насоса, то монтаж можно производить напрямую. Теплоноситель движется за счет конвекции, увеличивая свою скорость по мере нагревания, и конденсация не происходит. Однако это возможно только при низкой тепловой мощности и в небольших зданиях.

Еще одной особенностью дровяных систем отопления является их инерционность. Когда температура воды в системе становится достаточной, автоматика перекрывает подачу воздуха в плиту и останавливает процесс. Тем не менее, горение продолжается в течение некоторого времени, и температура теплоносителя превышает заданную температуру. Такое же явление происходит, когда циркуляционный насос останавливается из-за отключения электроэнергии. Вода в рубашке может закипеть, образуя пар, и разрушить рубашку или разорвать трубы. Для предотвращения этого в подающем трубопроводе или непосредственно в баке для воды бойлера устанавливается группа безопасности с предохранительным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Схема обвязки

Теплогенератор не может нормально функционировать без трубопровода.

Радиатор устанавливается параллельно котельному агрегату и отопительному контуру, с зазором между ними. Трубопровод твердотопливного котла с буферной емкостью состоит из двух циркуляционных насосов для котлового и отопительного контуров, трехходового клапана (для котлового контура) и балансировочного крана (для отопительного контура), расширительного бака, питательного и сливного клапана и манометра.

  1. Трехходовой термостатический клапан на контуре котла заставляет теплоноситель протекать через меньший контур до достижения заданной температуры. Как только теплоноситель нагреется, клапан закрывает поток горячего теплоносителя и открывает путь обратному потоку из теплоаккумулирующего бака. Он устанавливается между подачей и обраткой в контуре котла.
  2. Балансировочный клапан позволяет регулировать температуру обратного потока путем подмешивания горячей среды для предотвращения образования конденсата на теплообменнике котла. Балансировочный клапан на контуре отопления защищает радиаторы от перегрева, уменьшая поток теплоносителя (байпас системы отопления) на обратку.
  3. Расширительный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя.
  4. Клапан предварительной продувки — это группа безопасности, которая срабатывает в случае чрезмерного давления охлаждающей жидкости. Манометр — это компонент группы безопасности, который показывает давление в системе.
  5. Для защиты трехходового клапана предусмотрен фильтр обратного потока.
  6. Электрическая схема твердотопливного котла с буферной емкостью обычно включает циркуляционные насосы, которые обеспечивают циркуляцию воды в контурах.

    Совет: Для нормального функционирования системы насос контура отопления должен иметь немного большую производительность, чем насос котла. В доме площадью до 300 м2 необходимые параметры для насоса котла — 25/40; (диаметр подключения 25 мм, напор 40 — 4 м); параметры для насоса контура отопления — 25/60 (диаметр подключения 25 мм, напор 40 — 6 м).

  7. Не стоит забывать и об установке в подающей трубе охлаждающего клапана, который будет смешиваться с водопроводной водой, если температура теплоносителя превысит 90°C.

Приблизительный расчет буферного объема твердотопливного котла следует алгоритму: На 1 кВт мощности котельной установки объем бака должен составлять от 20 до 40 литров. Именно эти показатели позволяют системе работать наиболее эффективно. Можно более точно рассчитать объем бака (до литров), но тогда необходимо учесть: отапливаемую площадь, рассчитать теплопотери жилища при различных погодных условиях, выяснить, сколько теплоносителя требуется системе на час работы при самых низких температурных условиях в вашем регионе. Умножьте время между срабатываниями котельной установки на рассчитанное значение. В результате вы получите необходимый объем теплоаккумулятора для вашей системы.

Простой тепловой аккумулятор

Самый простой теплоаккумулятор своими руками можно сделать, основываясь на принципе термоса — он, благодаря нетеплопроводным стенкам, не позволяет жидкости долго остывать.

Чтобы работать, нужно подготовиться:

  • Бак требуемой емкости (150 литров и выше).
  • Изоляционный материал
  • Клейкая лента
  • Нагревательные элементы или медные трубы
  • Бетонная плита

Первое, о чем следует подумать, — это сам резервуар. Обычно используется любой металлический ствол. Его объем определяется в каждом конкретном случае, но практического смысла в принятии емкости менее 150 литров нет.

Буферный бак для твердотопливного котла

Выбранный ствол должен быть очищен. Его необходимо очистить, удалить пыль и другие загрязнения изнутри, а также обработать места, где начала образовываться коррозия.

Затем следует подготовить изоляцию и обернуть ее вокруг ствола. Это обеспечит сохранение тепла внутри как можно дольше. Минеральная вата подходит для самостоятельного строительства. Обмотав скотчем внешнюю сторону контейнера, хорошо обмотайте его скотчем. Вы также можете накрыть его металлическим листом или обернуть фольгой.

Для того чтобы вода внутри нагревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

  1. Установка электрических нагревателей
  2. Установка змеевика, через который будет проходить теплоноситель.

Буферный бак для твердотопливного котла

Первый вариант довольно сложен и небезопасен, поэтому от него отказались. Катушку можно изготовить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из него сгибается катушка и помещается внутрь катушки.

Теплоаккумулятор в выпускаемой модели находится в верхней части бочки — от него необходимо установить патрубок. Внизу находится еще один патрубок — впускной, через который поступает холодная вода. Они должны быть оснащены кранами.

Простой прибор готов к использованию, но перед этим необходимо решить вопрос о пожарной опасности. Рекомендуется размещать такую установку только на бетонной плите, по возможности перегороженной стенами.

Нюансы подключения к системе отопления

При покупке буферной емкости для существующей установки стоит подумать о том, как вы будете вводить буферную емкость в котельную перед подключением к основной системе отопления. Возможно, вам придется снять дверное полотно или даже расширить проем. Если места для резервуара, заполненного водой, недостаточно, возможно, придется соорудить дополнительный фундамент.

Вы должны ознакомиться с возможностями подключения выбранной буферной емкости, установкой нагревательных элементов, измерительных приборов, инструментов для обеспечения безопасной эксплуатации. Помните, что сварные соединения не допускаются — только резьба или фланцы.

Эффективность вашего буферного устройства будет зависеть от толщины теплоизоляционного слоя и материала, использованного в его конструкции.

Рядом с резервуаром должны быть установлены предохранительный клапан и манометр.

На каждом используемом соединении системы должен быть установлен запорный клапан и визуальный контроль температуры. Если эти предметы не входят в комплект поставки, их необходимо приобрести отдельно.

В некоторых моделях вентиляционные отверстия работают автоматически. Если это не так, их необходимо приобрести и установить в специальное гнездо на верхней части бака или на расположенный там патрубок.

Не рекомендуется самостоятельно вносить улучшения в буферные системы, так как это может вызвать проблемы с безопасностью.

Как выбрать буферную емкость

Как сделать буферную емкость для хранения тепла своими руками, стоит ли?

Расчет минимально необходимого объема

Самое важное, что нужно определить сразу, — это объем резервуара. Он должен быть как можно больше, чтобы максимизировать эффективность, но до определенного порога, чтобы обеспечить достаточную мощность зарядки котла.

Расчет объема буферной емкости для твердотопливного котла производится по формуле:

m = Q / (k*c*Δt)

  • где, m — масса теплоносителя, которая легко переводится в литры после расчета (1 кг воды ~ 1 дм3)
  • Q — необходимое количество тепла, рассчитывается как: мощность котла * период работы котла — потери тепла в доме * период работы котла
  • k — КПД котла;
  • c — удельная теплоемкость теплоносителя (для воды это известная величина — 4,19 кДж/кг*°C = 1,16 кВт/м3*°C);
  • Δt — разница температур в подающем и обратном трубопроводах котла, измеренная во время установившегося режима работы системы.

Например, для среднего 2-кирпичного дома площадью 100 м2 теплопотери составляют примерно 10 кВт/ч. Соответственно, необходимое количество тепла (Q) для поддержания равновесия = 10 кВт. Дом отапливается котлом мощностью 14 кВт с КПД 88%, который сжигает дрова за 3 часа (период работы котла). Температура в подающем трубопроводе составляет 85°C, а в обратном — 50°C.

Прежде всего, необходимо рассчитать количество требуемого тепла.

Q = 14*3-10*3 = 12 кВт.

В результате m = 12 / 0,88*1,16*(85-50) = 0,336 т = 0,336 кубических метров или 336 литров. Это минимально необходимый объем буферной емкости. При такой мощности теплоаккумулятор будет накапливать и распределять 12 кВт тепла после выгорания (3ч). В примере дома это составляет более 1 дополнительного часа работы горячей батареи на одну зарядку.

Количество теплообменников

Как сделать собственную теплоаккумулирующую буферную емкость, стоит ли это делать?
Медные внутренние теплообменники резервуара-хранилища.

После выбора объема, второе, что необходимо учитывать, это наличие теплообменников и их количество. Выбор зависит от ваших пожеланий, требований к СО и схемы подключения бака.

Для простейшей системы отопления достаточно пустой модели без теплообменников.

Однако, если в отопительном контуре планируется естественная циркуляция, требуется дополнительный теплообменник, так как малый контур котла может работать только с принудительной циркуляцией. Давление в этом случае выше, чем в отопительном контуре с естественной циркуляцией. Для систем отопления ГВС или напольного отопления также требуются дополнительные теплообменники.

Максимально допустимое давление

При выборе буферного накопителя с дополнительным теплообменником необходимо обратить внимание на максимально допустимое рабочее давление, которое не должно быть ниже, чем давление обоих отопительных контуров. Модели без теплообменников в большинстве случаев рассчитаны на внутреннее давление 6 бар, что более чем достаточно для среднего СО.

Материал внутренней емкости

В настоящее время для внутреннего бака предлагается 2 различных материала:

  • низкоуглеродистая сталь — покрыта непроницаемым антикоррозийным покрытием, имеет более низкую стоимость и используется в недорогих моделях;
  • нержавеющая сталь — более дорогая, но более прочная и долговечная.

Как построить собственное тепловое буферное хранилище, стоит ли оно того?

Другие критерии выбора

После определения основных технических критериев можно уделить внимание дополнительным параметрам, повышающим эффективность и комфорт:

  • возможность подключения нагревательного элемента к дополнительному нагреву от сети, а также дополнительных контрольно-измерительных приборов, которые монтируются через резьбовое или муфтовое соединение (но ни в коем случае не сварное);
  • наличие теплоизоляционного слоя — более дорогие модели теплоаккумуляторов включают слой теплоизоляционного материала между внутренним баком и внешней оболочкой, что способствует еще более длительному сохранению тепла (до 4-5 дней);
  • Вес и размеры — все вышеперечисленное влияет на вес и размер буферной емкости, поэтому стоит определить, как ее будут переносить в котельную.

Какой фирмы купить буферный накопитель

После проведения расчетов и определения желаемых технических характеристик можно переходить к выбору теплоаккумуляторов по производителям. На рынке представлены не только европейские продукты. Существуют теплоаккумуляторы для котлов отопления российского производства, по качеству не уступающие выдающемуся зарубежному оборудованию.

Чтобы облегчить выбор емкости аккумулятора, ниже приведено описание наиболее популярных моделей для бытовых потребителей:

  • S-Tank (С-Танк) — производится совместным предприятием на заводских мощностях, расположенных в Российской Федерации. Преимущества танков:
    1. Наличие огнеупорной изоляции в базовой комплектации;
    2. Все сварочные работы выполняются с использованием роботизированного оборудования;
    3. Используются рулоны из нержавеющей стали;
    4. Резервуар покрыт эмалью;
    5. Оборудование подлежит обязательному тестированию.

    На все S-Tanks предоставляется гарантия 3-5 лет.

  • Буферная накопительная система отопления
    Hajdu — венгерская компания, которая специализируется на производстве бойлеров и резервуаров для хранения. Популярны следующие модели теплоаккумуляторов:
    1. PT — без теплообменника;
    2. DH C — с одним, DH C2 — с двумя теплообменниками;
    3. DH CF — с теплообменником и контуром ГВС.

    Компания Hajdu предлагает резервуары емкостью от 500 л до 1 000 л.

  • Компания Nibe считается мировым лидером в производстве энергоэффективных продуктов. Ассортимент включает тщательно разработанные буферные емкости серий BU и BUZ.
    В зависимости от выбранной версии пользователям предлагаются буферные емкости, содержащие основной и вспомогательный теплообменники объемом от 100 до 1 000 литров, и соединения для одного или нескольких приборов. Все баки Nibe могут быть оснащены электрическими нагревательными элементами.
  • Чешская компания Drazice производит баки, предназначенные для подключения к солнечным коллекторам, твердому топливу, электрическим котлам и тепловым насосам. По желанию вы можете выбрать буферный бак с 1 или 2 теплообменниками или вообще без змеевиков. Некоторые теплоаккумуляторы Drazice поставляются с электрической спиралью в качестве дополнительного источника тепла.
  • TML — итальянская компания, специализирующаяся на производстве сантехнического и отопительного оборудования. Баки-аккумуляторы выпускаются различных размеров, от 200 до 3 000 литров.
    Основным преимуществом аккумуляторов TML является возможность одновременного подключения к бакам многоцелевых систем отопления. Продукция представлена на российском рынке с 2001 года.
  • Austria Email — буферные емкости от австрийского производителя для накопления избыточного тепла в системе отопления. Отличие продукта: улучшенная изоляция резервуаров для хранения, изготовленная из пенополистирола или полиэстера, толщиной 10 см. Эффектом изменений внутри резервуара является рекордное снижение теплопотерь и затрат на нагрев теплоносителя в резервуаре.
  • Buderus — буферные емкости от немецкого лидера в области отопления и сопутствующего оборудования. Продукция представлена в сериях Logalux P, PR, PNR. Главной отличительной особенностью теплоаккумулирующих баков является современный синий цвет корпуса.
    В качестве опции может быть установлен электрический нагревательный элемент. Buderus PNR предназначен для одновременного подключения солнечного коллектора и твердотопливного или электрического котла.
  • Tesy — это болгарская компания, которая производит бюджетные резервуары для хранения. Продукция относительно недорогая, но теплоаккумулирующие баки отличаются высоким качеством изготовления. Буферные резервуары Tesy выпускаются емкостью от 200 до 2 000 литров.

Из представленного ассортимента теплоаккумуляторов вы можете выбрать устройства, подходящие для проживания в любом помещении, отапливаемом электрическим или твердотопливным котлом, тепловым насосом, с подогревом ГВС и без него.

Сразу после подключения буферной емкости расходы на топливо сократятся на 15-30%. Что еще более важно, котел больше не будет подвержен гидравлическим ударам, а нагрев теплоносителя в системе отопления станет более равномерным. Накопительный бак занимает незаменимое место в современных системах отопления.

Sunsystem PS 200

Sunsystem PS 200

Недорогой стандартный накопительный бак, который идеально подходит для твердотопливных котлов в небольшом отдельно стоящем доме площадью до 100-120 м2. Конструкция представляет собой обычный резервуар без теплообменников. Вместимость — 200 литров, максимально допустимое давление — 3 бар. За небольшую цену модель имеет 50 мм слой полиуретановой изоляции, возможность подключения ТЭНа.

Цена: в среднем 30 000 рублей.

Hajdu AQ PT 500 C

Hajdu AQ PT 500 C

Одна из самых недорогих моделей буферных емкостей, оснащенная одним встроенным теплообменником. Объем составляет 500 литров, а допустимое давление — 3 бар. Отличный вариант для домов площадью 150-300 м2 с высокопроизводительным твердотопливным котлом. В линейке представлены модели с разным объемом.

Начиная с моделей объемом 500 литров (опция), они оснащены полиуретановым теплоизоляционным слоем + кожухом из искусственной кожи. Также может быть установлен нагревательный элемент. Эта модель исключительно известна благодаря положительным отзывам владельцев, надежности и долговечности. Страна происхождения: Венгрия.

Стоимость: 36 000 руб.

Параметры

  • Производитель — Венгрия;
  • Вес — 99 кг;
  • Гарантия — 3 года;
  • ДхВ — 650х1675 мм;
  • Максимально возможное давление в баке и аккумуляторе — 3 бар и 0,3 МПа;
  • Установочный размер нагревательного элемента, воды и термодатчика — 1″1/2 , 1″1/2 и 1/2.

S-TANK AT PRESTIGE 300

S-ТАНК С ПРЕСТИЖЕМ 300

Еще одна недорогая буферная емкость объемом 300 литров. Это бак без дополнительных теплообменников с максимально допустимым рабочим давлением 6 бар. Внутренние стенки, как и в предыдущих версиях, изготовлены из углеродистой стали. Главное отличие — существенный, экологически чистый изоляционный слой из полиэфирного материала по технологии NOFIRE, т.е. высокий класс термо- и огнестойкости. Страна-производитель: Беларусь

Стоимость: 39 000 рублей.

Характеристики

  • Производитель — Беларусь;
  • Вес — 105 кг;
  • Размер в диаметре — 78 см;
  • Высота — 157 см;
  • Емкость бака — 500 л.

ACV (АЦВ) LCA 750 1 CO TP

ACV LCA 750 1 CO TP

Эффективный, недорогой буферный накопитель объемом 750 литров с дополнительным трубчатым теплообменником для нагрева ГВС, подходит для жаротрубных котлов с большим запасом мощности.

Внутренние стены покрыты эмалью и нанесена теплоизоляция толщиной 100 мм. Внутри бака установлен магниевый анод для предотвращения накопления твердых солей (в комплект входят 3 запасных анода). Возможна установка нагревательных элементов и дополнительных контрольно-измерительных приборов. Страна-производитель: Бельгия.

Стоимость: 168 000 рублей.

Цены: итоговая таблица

Модель Объем, л Допустимое рабочее давление, бар Цена, руб.
Sunsystem PS 200,

Болгария

200 3 30 000
Hajdu AQ PT 500 C,

Венгрия

500 3 36 000
S-ТАНК С ПРЕСТИЖЕМ 300,

Беларусь

300 6 39 000
ACV LCA 750 1 CO TP,

Бельгия

750 8 168 000

Как можно сделать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплового аккумулятора обычно представляет собой бочку, имеющую круглое сечение. Вместимость обычно составляет от 500 до 2000 литров. Диаметр до одного метра, высота до 2,5 метров. Он устанавливается на ножки с многочисленными сварными швами. Он может содержать 1 или 2 или более спиральных теплообменников для соединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева водопроводной воды и т.д.

Бак изолирован слоем теплоизоляции для предотвращения перегрева в котельной. Фирменные тепловые аккумуляторы имеют сложное распределение потока внутри…. Вы можете взглянуть на рекламу Buderus в видеоролике

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Теплоаккумулятор — это не что иное, как изолированная чугунная емкость с патрубками для подключения труб водяного отопления. Теплоаккумулятор выполняет 2 функции: накапливает избыточное тепло и обогревает дом в периоды, когда котел не работает. Теплоаккумулятор заменяет отопительный прибор в 2 случаях:

  1. Если дом отапливается водогрейной плитой или твердотопливным котлом. Теплоаккумулятор используется для отопления в ночное время, после сжигания дров или угля. Это позволяет домовладельцу расслабиться и не бежать в котельную. Это удобно.
  2. Если источником тепла является электрический котел, а потребление электроэнергии учитывается многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу стоит вдвое дешевле, а днем теплоаккумулятор обеспечивает всю энергию для системы отопления. Он экономичен.

Аккумуляторы для бытовых систем нагрева горячей воды
Слева — буферный накопитель Drazice емкостью 400 литров; справа — электрический котел Kospel с теплоаккумулятором.

Важный момент. Накопительный бак для горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Это связано с тем, что максимальная эффективность теплогенератора достигается за счет интенсивного горения, которое не может поддерживаться бесконечно без буферной емкости для отвода избыточного тепла. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше расход топлива. То же самое относится и к газовому котлу, КПД которого снижается при низких режимах горения.

Накопительный бак, заполненный теплоносителем, работает по простому принципу. Пока обогреватель обогревает помещения, вода в баке нагревается до максимальной температуры 80-90°C (тепловой аккумулятор заряжен). Когда котел выключен, горячая вода из накопительного бака будет подаваться в радиаторы для поддержания тепла в доме в течение некоторого времени (тепловой аккумулятор разряжен). Продолжительность времени зависит от объема накопительного бака и наружной температуры.

Схема установки теплового аккумулятора на заводе
Как работает заводской тепловой аккумулятор

Простейший заводской бак для хранения воды, показанный на схеме, состоит из следующих компонентов:

  • цилиндрический основной бак, изготовленный из углеродистой или нержавеющей стали;
  • Изоляционный слой толщиной 50-100 мм, в зависимости от используемой теплоизоляции;
  • Наружная обшивка — окрашенный или пластиковый металлический лист;
  • соединительные патрубки, врезанные в основной сосуд;
  • Гильзы для вставки термометра и манометра.

Предупреждение. Более дорогие модели теплоаккумуляторов для систем отопления дополнительно оснащаются змеевиками для бытовой горячей воды и солнечного отопления. Еще одна полезная опция — блок электрического нагревательного змеевика, который встраивается в верхнюю часть бака.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета емкости резервуара для хранения:

  • упрощенные, предлагаемые производителями;
  • точный, выполненный по формуле для теплоемкости воды.

Резервуары для хранения в различных формах
Продолжительность времени, в течение которого теплоаккумулятор обогревает дом, зависит от его размера

Расчет прост: на каждый кВт тепловой мощности котельной системы выделяется объем 25 литров воды в баке. Пример: Если мощность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальная емкость теплоаккумулятора составит 25 x 25 = 625 литров или 0,625 м3. Теперь вспомните, сколько места было выделено в котельной, и подгоните полученный объем под фактические размеры помещения.

Подпись. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор часто задаются вопросом, как рассчитать объем круглой бочки. В этот момент полезно вспомнить формулу для вычисления площади круга: S = ¼πD². Подставьте диаметр цилиндрического резервуара (D) и умножьте результат на высоту резервуара.

При использовании второго метода вы получите более точные размеры теплоаккумулятора. Ведь упрощенные расчеты не покажут вам, как долго прослужит рассчитанный теплоаккумулятор при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемый метод основан на необходимых вам цифрах и базируется на формуле:

m = Q / 1,163 x Δt

Вот:

  • Q — количество тепла, которое должно быть запасено в аккумуляторе, кВтч;
  • m — расчетная масса теплоносителя в аккумуляторе, тонн;
  • Δt — разница температур между водой в начале и конце нагрева;
  • 1,163 Вт-ч/кг-°C — это справочная теплоемкость воды.

Планировка котельной в загородном доме

Поясним это на примере. Возьмем стандартный дом площадью 100 м² со средним потреблением тепла 10 кВт, где котел должен работать вхолостую 10 часов в день. Тогда 10 x 10 = 100 кВт/ч энергии должно быть запасено в резервуаре. Начальная температура воды в сети централизованного теплоснабжения составляет 20°C, и она будет нагрета до 90°C. Вычислим массу охлаждающей среды:

м = 100 / 1,163 х (90 — 20) = 1,22 тонны, или около 1,25 м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка в 10 киловатт является приблизительной — в изолированном здании площадью 100 квадратных метров теплопотери будут меньше. Второй момент: такое количество тепла необходимо в самые холодные дни, или 5 за всю зиму. Таким образом, бака объемом 1 000 литров более чем достаточно, а если учесть сезонные изменения температуры, то 750 литров — вполне приемлемый объем.

Следовательно, в формуле возьмите среднее потребление тепла в холодный период, которое составляет половину от максимального потребления тепла:

м = 50 / 1,163 х (90 — 20) = 0,61 тонны или 0,65 м³.

Внимание. Если вы рассчитаете объем бочки исходя из среднего потребления тепла, то в случае сильных морозов его не хватит на расчетный период времени (10 часов в нашем примере). В то же время вы экономите деньги и место в радиаторной комнате. Более подробную информацию о расчете вы можете найти в другой нашей брошюре.

Материалы, конструкция и утепление

Самодельные аккумуляторы энергии для систем отопления чаще всего изготавливаются в форме кубов.  Размер и пропорции каждый выбирает сам в зависимости от имеющегося пространства. Каковы недостатки? Большинство из них не герметичны. Нет, они не герметичны и очень хорошо работают в системах с естественной (гравитационной) циркуляцией.

Этот теплоаккумулятор также изготавливается нами вручную
Этот теплоаккумулятор также изготавливается вручную.

В герметичной системе желательно иметь герметичный бак — чтобы в теплоносителе не было воздуха, можно было поддерживать стабильное давление. Добиться этого в импровизированных условиях непросто, хотя и возможно.

С теплообменником и без

Существует два типа теплоаккумуляторов, которые устанавливаются в отоплении: с внутренним теплообменником, подключенным к котлу, и без него. Во втором случае это просто контейнер с разъемами. Такой ТА устанавливается, если теплоноситель в системе и котле одинаковый и если давление во всех частях системы одинаковое. Третье ограничение связано с температурой. В этом типе системы отопления температура внутри котла и у потребителей (радиаторы, теплые полы и другие приборы) может быть одинаковой.

На первый взгляд, теплоаккумулятор без теплообменника кажется более выгодным: прямой нагрев воды более эффективен, чем косвенный (через теплообменник). Стоимость ниже — потому что теплообменник изготовлен из медной или нержавеющей трубы, а длина трубы составляет несколько десятков метров.

Но если пропустить воду в бойлере через змеевик, теплообменник бойлера прослужит дольше. В конце концов, в этом змеевике будет циркулировать небольшой объем воды. Растворенные в ней соли быстро осядут, а поскольку новых «прибытий» нет, то и других отложений тоже не будет. Без змеевика вся охлаждающая жидкость в системе (включая ту, что в баке) будет перекачиваться, поэтому отложений будет в десятки раз больше.

Большинство людей предпочитают строить ТА с теплообменником
Большинство людей предпочитают делать ТА с теплообменником

Какой длины трубу брать для теплообменника

В большинстве случаев батареи строятся с теплообменниками. В них используются медные гибкие трубы или чугунные радиаторы. С этим все понятно. Но здесь речь должна идти о том, какой длины должна быть труба или сколько секций в радиаторе? Это необходимо рассчитать. Точный расчет длителен и сложен, но приблизительно его можно рассчитать следующим образом:

  • Согласно опыту, секция радиатора имеет коэффициент теплопередачи около 500 Вт/кв.м*град, дюймовая медная труба — 800 Вт/кв.м*град.
  • Мы также предполагаем, что средняя разница температур в теплоносителе составляет 10°C.
  • Для расчета разделите планируемый запас тепла на коэффициент теплопроводности материала (трубы или радиатора). Получаем площадь поверхности теплообмена в квадратных метрах для этого случая.
  • Вы можете считать от площади поверхности выбранного вами материала (1 метр трубы или 1 секция радиаторов). Чтобы найти метраж или количество секций, разделите полученную площадь теплопередачи на площадь поверхности.

Это грубые расчеты. Цифры будут немного высоковаты, но это неплохо. Хуже, если он недооценен — теплоноситель закипит в теплообменнике раньше, чем нагреется вода в баке ТА. Поэтому лучше иметь резерв.

Это также возможно, но циркуляция хуже и требует более длинной трубы.
Это также возможно, но циркуляция будет хуже, и поэтому потребуется более длинная труба.

Чтобы было понятнее, давайте рассчитаем длину трубы и количество секций, если мы хотим передать 25 кВт тепла на ТП. 25000 Вт /800 Вт/кв.м* град = 3,21 м2. В случае дюймовой трубы потребуется около 40 м.

Для радиаторов расчет аналогичен: 25000 Вт /500 Вт/кв.м*град = 5 м2. Это примерно 20 секций смесителя.

Что лучше — радиаторы или трубы? С точки зрения практичности радиаторы лучше. Если теплообмен через теплообменник неэффективен, вы всегда можете добавить несколько секций. С трубой сложнее — ее нельзя сделать больше. Вам нужно либо взять более длинный кусок, либо что-то сделать со вторым контуром теплообменника. Но есть и другие варианты — добавить ребра (для увеличения площади поверхности теплообмена) или установить циркуляционный насос для создания движения в резервуаре. Это увеличит теплоотдачу.

Насос легче установить, но он будет работать только при наличии электроэнергии. Поэтому этот вариант подходит не для всех случаев. Если у вас нет электрогенератора или другого источника энергии на случай сбоя в сети.

Из каких материалов делают

Накопительный бак для аккумулирования тепла в системе отопления изготавливается самостоятельно:

  • Из обычного стального листа толщиной 4 мм. Самый бюджетный вариант. Плохо то, что такой бак будет ржаветь. Однако существуют технологии и покрытия, которые могут предотвратить/замедлить этот процесс (описание ниже).
  • Изготовлен из листа нержавеющей стали толщиной 2 мм. Проблема здесь заключается в сварных швах. Если вы свариваете в нормальных условиях, то легированные металлы сгорают в местах нагрева (в швах), поэтому швы ржавеют и текут. Проблему можно решить, купив горелку TIG и проводя сварку в среде аргонового газа.
  • Из еврокуба. Это большой пластиковый контейнер. Он не ржавеет и герметично закрыт. Однако не допускайте, чтобы температура жидкости превышала 72-73°C — иначе она «убежит». Чтобы не перегреться, необходимо увеличить объем или сократить время «простоя» между растопками.

Это теплоаккумулятор из еврокубов.
Это теплоаккумулятор из еврокубов.

В целом, бункеры также могут быть сделаны из больших бочек. Две-три 200-литровые бочки можно сварить вместе для создания небольшой системы. Такую вместимость можно разместить в небольшом доме — до 60-70 квадратов.

Чтобы предотвратить ржавление стального резервуара, внутреннюю поверхность резервуара следует покрыть герметиком. Для этого бассейны покрываются толстой пленкой. Он сваривается до нужных размеров на месте. Существуют также резиноподобные краски или мастики. Некоторые из них также используются для герметизации бассейнов, но многие применяются в различных отраслях промышленности. Необходимо найти как пленки, так и мастики/краски, которые имеют температуру использования более 100°C (а предпочтительно 110°C). Другой вариант — жаропрочная стеклоэмаль.

Что касается теплообменников, то они изготавливаются из различных материалов:

  • Медная труба (предпочтительно бесшовная, отожженная).
  • Труба из нержавеющей стали. Гофрированная или прямая стенка.
  • Полиэтиленовая труба для отопления Pex-Al-Pex, свернутая и закрепленная на раме.
  • Чугунные радиаторы.
    Нет проблем с гофрированной трубой
    Отсутствие трудностей с гофрированной трубой

Отечественные теплообменники для тепловых аккумуляторов чаще всего изготавливаются в виде спирали. Для этой цели идеально подходят отожженная медь или гофрированная труба из нержавеющей стали. Согнуть их не проблема, даже при небольшом диаметре. Эти два материала находятся на переднем крае. Но гофрированная труба не очень хороша с точки зрения теплопередачи. Хотя он имеет большую площадь поверхности, движение теплоносителя по нему затруднено. Поэтому это не лучший выбор. Особенно для котлов с низкой мощностью.

Чугунные радиаторы оказываются лучшим выбором в сочетании с мощными котлами и в накопительных баках большой емкости (от куба и выше). Это бюджетный вариант, но у него есть серьезные недостатки. Первая — высокая инерция. Пока не нагреется сам охладитель, теплообмен с водой не происходит. Это увеличивает время нагрева ТА. Второй недостаток заключается в том, что чугун ржавеет. Пусть не так быстро, но тем не менее. Чтобы предотвратить попадание частиц ржавчины в систему, на выходе из самодельной буферной емкости следует установить поглотители ржавчины.

Утепление

Поскольку главная цель — сохранить как можно больше тепла, импровизированные теплоаккумуляторы должны быть изолированы. Два наиболее часто используемых материала для этих целей — пенопласт высокой плотности (не менее 350 г/м³) и минеральная вата. Минеральная вата лучше подходит для укладки в маты, с ней легче работать. По толщине — возьмите 10 см внизу и по бокам, верх можно утеплить точнее — 15 см.

Чтобы придать самодельному теплоаккумулятору более презентабельный вид и увеличить теплосбережение, можно поверх теплоизоляции обшить его фольгированным пеноизолом, фанерой, OSB или другим листовым материалом.

Несколько сложнее изолировать нижнюю часть буферной емкости. Заполненный водой, он будет весить довольно много, поэтому многие материалы просто скомкаются и будут малопригодны. Есть два решения:

  • В качестве изоляционного слоя используйте блоки из пено- и газобетона, а сверху — несколько слоев базальтового картона. Это делает его хорошим изолятором.
  • Сделайте резервуар на ножках или сварите раму, на которую установите резервуар. В этом случае можно использовать любой тип изоляции — можно уплотнить ее монтажной пеной.

Необычный материал, который был использован для изоляции резервуаров для хранения тепла, — сотовый поликарбонат. Он хорошо сохраняет тепло сам по себе, так как используется при строительстве теплиц. Его можно укладывать в несколько слоев, доводя теплоизоляцию почти до совершенства. В этом случае облицовка фольгированной изоляцией имеет больше смысла: тепло будет отражаться обратно в резервуар.

Ребра жесткости или каркас

Теплоаккумулятор своими руками чаще всего изготавливается из листового металла. Его толщина составляет несколько миллиметров. Даже при объеме 500-700 литров достигается солидная такая вместимость. При наполнении водой стенки сосуда вспучиваются по бокам — давление воды значительное.

Вот такие ленты внутри теплоаккумулятора - для предотвращения выдавливания стенок из воды
Вот ленты внутри сосуда для предотвращения выдавливания стенок водой

Чтобы стенки бака не прогибались, можно либо приварить внутренние ребра жесткости (как показано на фото), либо сварить каркас из металлических уголков и планок, а затем обварить его металлом. Если вы выбираете ребра жесткости, их следует приварить вдоль длинной стороны (если она есть) на расстоянии не более 50 см. После того как поперечные полосы на противоположных сторонах куба сварены, их соединяют металлическими полосами или штифтами, сваривая их также с не слишком большим расстоянием.

Подбор материалов для резервуара

Вам будет гораздо проще найти цилиндрический контейнер, изначально рассчитанный на давление 3-6 бар. Какие контейнеры можно использовать?

  • Пропановые баллоны различной емкости;
  • Технологические резервуары, например, ресиверы промышленных компрессоров;
  • Приемники железнодорожных вагонов;
  • Старые железные котлы;
  • Внутренние резервуары из нержавеющей стали для хранения жидкого азота.

Разнообразные аккумуляторы давления
Готовые стальные баки облегчают строительство надежного теплового аккумулятора

Внимание. В крайнем случае, достаточно будет стальной трубы подходящего диаметра. К этой трубе можно приварить плоскую крышку, которая должна быть усилена внутренней арматурой.

Для сварки квадратного бассейна необходим лист толщиной 3 мм, не более. Раскосы изготавливаются из круглых труб Ø15-20 мм или профилей 20 x 20 мм. Выберите размер фитингов в соответствии с диаметром выходных труб котла. Для облицовки купите тонкую сталь с порошковым покрытием (0,3-0,5 мм).

Отдельный вопрос — чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучшим вариантом является базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60-80 мм. Не следует использовать такие полимеры, как вспененные пластмассы или экструдированный полистирол. Причина: Мыши любят тепло и осенью легко могут найти дом под обшивкой вашего аквариума. В отличие от полимерных изоляторов, они не грызут базальтовое волокно.

Пенополистирол едят мыши
Не стройте иллюзий по поводу экструдированного полистирола, грызуны будут есть и его.

Теперь мы укажем на другие варианты готовых сосудов, которые не рекомендуется использовать для тепловых аккумуляторов:

  1. Импровизированный танк из еврокуба. Такие пластиковые контейнеры рассчитаны на максимальную температуру 70 °С, а нам нужно 90 °С.
  2. Аккумулятор тепла, изготовленный из железной бочки. Противоречия — это тонкий металл и плоские крышки баков. Легче получить хорошую стальную трубу, чем укрепить такой ствол.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Сразу хотим предупредить: если вы посредственно разбираетесь в сварке, то лучше заказать изготовление бака сбоку по чертежам. Качество и герметичность сварных швов имеет первостепенное значение, малейшая утечка приведет к протечке резервуара.

Сборка квадратного резервуара с помощью сварки
Сначала бак собирается прихваточной сваркой, а затем сваривается сплошным швом.

Хороший сварщик справится с этим без проблем, вам просто нужно знать процедуру:

  1. Нарежьте металлические заготовки по размеру и сварите корпус без дна и крышки на прихваточном шве. Используйте скобы и угловое железо для крепления пластин.
  2. Вырежьте отверстия в боковых стенках для ребер жесткости. Вставьте внутрь сборные трубы и приварите концы снаружи.
  3. Прикрепите дно и крышку к резервуару. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних ребер жесткости.
  4. Когда все противоположные стенки резервуара надежно скреплены между собой, приступайте к сплошной сварке всех швов.
  5. Поддержите дно резервуара с помощью кусков трубы.
  6. Врежьте арматуру на расстоянии не менее 10 см от дна и крышки, как показано на фото ниже.
  7. Приварите к стенам металлические скобы, которые будут служить кронштейнами для изоляционного материала и облицовки.

Укрепление бака металлической лентой
На рисунке показана широкая полоса жесткости, но лучше использовать трубу

Совет по установке внутренних проставок. Для того чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибу и не трескались при сварке, выдвиньте концы распорок наружу на 50 мм. Затем к ним дополнительно приваривают ребра жесткости из стального листа или ленты. Не беспокойтесь о внешнем виде, концы труб будут скрыты облицовкой.

Изоляция бытового накопительного бака
К корпусу приварены стальные скобы (зажимы) для крепления изоляции и облицовки.

Несколько слов о том, как изолировать теплоаккумулятор. Сначала проверьте его герметичность, наполнив водой или смочив все швы парафином. Теплоизоляция довольно проста:

  • очистить и обезжирить все поверхности, нанести грунтовку и краску для предотвращения коррозии;
  • оберните бак изоляцией, не сжимая ее, затем закрепите бечевкой;
  • разрезать облицовочный лист и сделать в нем отверстия для патрубков;
  • Прикрутите облицовку к опорам с помощью саморезов.

Прикрутите облицовочные листы так, чтобы они были связаны между собой крепежными элементами. На этом строительство самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления завершено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 литров, то нежелательно ставить его на бетонный пол, лучше устроить отдельный фундамент. Для этого необходимо снять стяжку и докопаться до толстого слоя почвы. Затем заполнить его битым камнем (щебнем), уплотнить и залить жидкой глиной. Сверху залить железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема железобетонного фундамента в поперечном сечении
Схема фундамента для теплоаккумулирующего бака

Правильная работа теплового аккумулятора заключается в горизонтальном потоке горячей и холодной воды внутри бака во время «зарядки» аккумулятора и вертикальном потоке воды во время «разрядки». Для того чтобы организовать эту операцию с батареей, необходимо принять следующие меры:

  • контур твердотопливного или другого котла соединен с гидроаккумулятором через циркуляционный насос;
  • Подача теплоносителя в систему отопления осуществляется отдельным насосно-смесительным узлом с трехходовым клапаном для забора необходимого количества воды из накопительного бака;
  • Насос, установленный в контуре котла, не должен иметь худшие параметры, чем агрегат, подающий теплоноситель к радиаторам.

Схема расположения теплоаккумулятора и котла CT в частном доме
Схема подключения теплового аккумулятора

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора к котлу CT показана на рисунке выше. Балансировочный клапан на обратке используется для регулирования расхода теплоносителя по температуре на входе и выходе аккумулятора. Как произвести сборку и настройку расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоролике:

Синопсис. Если вы живете в столице России или Подмосковье, вы можете лично проконсультироваться с Владимиром по поводу подключения любых тепловых аккумуляторов, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте.

Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки

Подключения к буферной емкости выполняются следующим образом для обеспечения правильного направления потока.

  • Подводка к котлу расположена в верхней части.
  • Ввод от буферной емкости к радиаторам — вверху, на уровне входа в котел
  • Возврат от радиаторов — в нижней части.
  • Возврат к котлу — внизу, чуть ниже возврата от радиаторов.

Жидкость в аккумуляторе всегда должна течь сверху вниз, вдоль циркуляционного кольца котла, а также от котла к радиаторам.

Подключение радиатора
Направление потока можно проверить с помощью термометров — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиатора.

Важно, чтобы расход в контуре котла был выше, чем в радиаторах, только в этом случае теплоаккумулятор сможет работать правильно. Это обычно обеспечивает более высокое сопротивление потоку в приемном контуре при тех же насосах.

Радиаторы будут получать горячую воду сразу после ее поступления внутрь теплоаккумулятора, получая ее с помощью собственного насоса сверху, что обеспечивает быстрое управление всей системой отопления и реагирование на суточные изменения температуры.

Как установить буферную накопительную емкость
Наиболее важным вопросом при установке теплового аккумулятора является защита котла от холодного обратного потока, которая всегда осуществляется, например, с помощью трехходового клапана.

Основы конструирования буферной емкости

Использование большого сборного котлового барабана или трубы предпочтительнее, так как в этом случае сварочных швов гораздо меньше, чем при использовании сборных прямоугольных конструкций.

Предварительная буферная емкость

  • Для соединения контуров приварены патрубки 3/4″. Но в контуре твердотопливного котла для реализации аварийной гравитационной циркуляции желательно создать по крайней мере 1″, причем подача котла, где возможен перегрев, должна быть стальной.
  • В самой нижней части находится дренажная труба, которая также является очистным сооружением.
  • Рекомендуется сделать в крышке патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.

Строительство буферной емкости должен выполнять только квалифицированный сварщик. Пример конструкции теплового аккумулятора из бочек, но очевидные ошибки схемы повторять не стоит….

Как сделать теплоаккумулятор своими руками

Вопрос возникает, когда человек узнает цену такого оборудования, в зависимости от количества катушек и материала изготовления, она колеблется от 400 до 1500 у.е. Это то, что не каждый может себе позволить.

ТА — это цилиндрический или прямоугольный резервуар, изготовленный из металла. Размеры определяют необходимый объем, полученный в результате вышеприведенных расчетов. Толщина стенки составляет 2-3 мм.

Листовой металл разрезается плазменным резаком, болторезом, гильотиной или сварочным аппаратом. Он также является сварным. Газовая сварка обеспечивает наилучшее качество шва, но инверторная сварка может дать желаемый результат. В любом случае, качество сварных швов следует проверять, применяя давление до 4 атмосфер. На торцевых стенках цилиндра расположены плоские металлические диски одинаковой толщины.

Сталь или нержавка

Сегодня на рынке можно приобрести такие баки как из черной, так и из нержавеющей стали. Производители также утверждают, что следует брать только последний вариант, так как он не подвержен коррозии, но стоит в 2-2,5 раза дороже. Что выбрать? На самом деле, если у вас нет денег на нержавеющую сталь, смело берите черный металл. Толщина 3 мм прослужит много лет, так как этот резервуар постоянно заполнен водой, кислорода в нем недостаточно для коррозии.

Единственная проблема заключается в том, что после слива воды внутри некоторое время остается влага. Но толщина металла достаточно велика, чтобы это не было проблемой. По моему опыту: тепловые аккумуляторы находятся в эксплуатации около 10 лет, проблем с коррозией при ревизии не обнаружено.

Теплообменник представляет собой изогнутую гладкую или гофрированную трубку. Приобретение магниевого анода позволяет избежать риска того, что конструкция быстро покроется коррозией.

Необходимо заранее сделать чертеж и отметить входное и выходное отверстия для поворота теплообменника и два других соединения с основным контуром. Вход вверху, выход внизу. Соединения врезаются в стены. В нижней и верхней крышках необходимо сделать два дополнительных отверстия с соединениями. Один — для слива охлаждающей жидкости, другой — для выпуска воздуха (предотвратит избыточное давление внутри бака).


Для вместимости, особенно если форма не цилиндрическая, после заполнения не раздувается, устанавливают ребра жесткости (снаружи бака) по периметру на расстоянии 320-380 мм друг от друга. Они изготовлены из металлической полосы толщиной 3 мм. С внутренней стороны каждое кольцо жестко закреплено двумя перпендикулярными друг другу стеновыми ребрами жесткости. Торцевые стенки обработаны аналогично (ребра жесткости соединяют центры окружностей).

Вся конструкция сварная. Для сборки потребуются опоры. Они будут закреплены на дне. В этих точках на внешней стороне бака из той же полосы изготавливаются дополнительные ребра жесткости, чтобы днище не деформировалось под весом ТА. Нарезать резьбу на фитингах (если соединение с трубами будет осуществляться с помощью фитингов). Это можно сделать до установки их в ТА.

В качестве альтернативы используется сварное соединение контура. Это неудобно с точки зрения технического обслуживания. Трубы придется срезать, если ТП не удастся. Розетку можно выкрутить и установить на место после ремонта. Если в качестве рулонов используются сплавы цветных металлов, потребуется аргонная сварка.

Если система включает несколько змеевиков теплообменника, они устанавливаются один в другой. То есть, диаметр первого меньше диаметра второго. В качестве альтернативы их можно складывать один на другой, если высота потолка в помещении позволяет это сделать.

Материалом для резервуара может служить углеродистая сталь с гальваническим антикоррозийным покрытием. Это дешевле, чем изготавливать бак из нержавеющей стали. Но последний прослужит дольше. Единственные чувствительные места — это сварочные швы. Лучше их лечить. Конечно, сварщик должен уметь сваривать нержавеющую сталь.


В качестве дополнительного оборудования может быть установлен электрический нагревательный элемент. Это позволит сократить время запуска и прогрева системы. Также полезно измерительное оборудование (термометр, регулятор уровня охлаждающей жидкости и т.д.). В качестве меры безопасности при работе теплоаккумулятора используется воздушный клапан. Такая система надежна, долговечна и неприхотлива.

Изготовление змеевика


Для изготовления катушки используется медная трубка диаметром 20-30 мм. Форма должна быть цилиндрической, так как они всегда являются слабым местом в системах с постоянно циркулирующей водой.

Для изготовления такой спиральной конструкции можно использовать самый простой предмет в виде фанерного каркаса, на который наматывается трубка.

Резьбовые фитинги должны быть приварены или спаяны на обоих концах трубы для дальнейшего соединения с системой. Для пайки лучше всего использовать мягкий припой.

Проверка герметичности

Теперь необходимо проверить нашу конструкцию на герметичность, причем делать это нужно под давлением. В первом случае система отопления работает в диапазоне 0,8-3,5 атмосфер, во втором — давление может резко подскочить, когда система быстро нагревается и требуется некоторая подпитка. Достаточно давления в 4 бар.

Заполните резервуар таким количеством воды, какое позволяет конструкция. Далее можно использовать компрессор или даже автомобильный насос и через него добавить необходимое давление. Вы можете подключить его через одно из технологических отверстий, о которых я говорил выше.

Пошаговое изготовление своими руками

  1. Вначале ствол тщательно очищается изнутри. Это необходимо для того, чтобы избежать постоянного загрязнения охлаждающей жидкости ржавчиной и окалиной. Зачистку можно выполнить с помощью шлифовальной машины и шлифовальных кругов.
  2. Затем просверлите два отверстия — входное и выходное — в соответствии с диаметром подводящих труб. Для этого сначала используйте дрель с металлическим сверлом, а затем лучше использовать перфоратор.
  3. Далее внутри полученных отверстий тщательно приварены патрубки для входа и выхода теплоносителя, т.е. нагретой воды. На этих шарнирах необходимо нарезать резьбу на концах, которые не привариваются. Позже на эту резьбу будут накручены шаровые краны для подключения к общей системе отопления.
  4. Затем необходимо очень добросовестно приварить верхнюю крышку. Все сварные швы должны быть герметизированы для предотвращения утечек.
  5. Наконец, необходимо изолировать аккумулятор снаружи минеральной ватой, обернув ствол слоями минеральной ваты, а затем с помощью металлических крепежных лент стянуть слои, обертывающие ствол.
  6. Нам остается установить узел в систему с помощью шаровых кранов. Теплоаккумулятор должен располагаться сразу за котлом, над радиаторами, чтобы теплоноситель мог легко пополнять его из нашего бака.

Это важно знать! Не используйте пластиковую бочку. Он не выдерживает рабочей температуры теплоносителя, которая достигает 90 градусов Цельсия. Стенки такой бочки просто начнут плавиться во время работы в системе. Исключением могут быть пластиковые бочки, на которых производитель указывает максимальную температуру содержимого выше 90 градусов. Но в этом случае вам все равно нужно решить, как крепить розетки.

Ещё несколько замечаний

Здесь мы сделали простой теплоаккумулятор для небольшой системы отопления. Отсюда вытекают некоторые более важные соображения. Для нашего примера требуемый объем бочки составляет 250 литров. Однако, если дом большой, может потребоваться гораздо больший аккумулятор. В этом случае сварной куб будет лучшим решением. Кроме того, его легче изолировать с помощью специальных материалов.

Некоторые мастера используют для такого варианта стандартный европейский куб объемом 1 000 литров. Он продается во многих магазинах. Здесь, однако, следует помнить, что это пластик. Как правило, максимальная температура воды, которую выдерживает «европейский куб», составляет 70 градусов Цельсия, если иное не указано в маркировке. Поэтому использовать этот бак в системе отопления просто небезопасно.

Как рассчитать объем ТА

Для того чтобы теплоаккумулятор для отопления выполнял свою функцию, его объем должен быть правильно подобран. Существует несколько методов:

  • в зависимости от обогреваемой площади;
  • мощность котла;
  • резерв времени.

Большинство методов основаны на опыте использования. По этой причине в рекомендациях фигурируют «диапазоны». Например, от 35 до 50 литров на квадратный метр отапливаемой площади

Как именно определяется эта цифра? Следует учитывать регион, в котором вы живете, и теплоизоляцию дома. Если вы живете в регионе, где не бывает самых суровых зим, или если ваш дом хорошо утеплен, лучше обойтись нижним пределом или около того.

В противном случае ориентируйтесь на верхний предел.

Вы можете запитать не только радиаторы, но и теплый пол или установить теплообменник для горячей воды.

При выборе объема теплообменника для отопления также необходимо учитывать два момента. Во-первых, большой объем позволяет нагревать воду гораздо реже.

Накопленное тепло можно использовать для поддержания температуры в течение длительного времени. Но с другой стороны, время «разгона» этого объема до нужной температуры значительно увеличивается (нормальным считается нагрев до 85-88°C). Это делает систему очень инерционной. Можно, конечно, взять более мощный бойлер, но в паре с буферной емкостью он обойдется в копеечку. Поэтому необходимо найти оптимальное решение.

По отапливаемой площади

Емкость теплоаккумулятора для системы отопления можно выбрать в зависимости от размера помещения. Предполагается, что на десять квадратных метров требуется от 35 до 50 литров. Умножьте полученный результат на квадратные метры, деленные на десять, и вы получите предполагаемый объем.

Например, в системе отопления дома площадью 120 квадратных метров со средней теплоизоляцией лучше установить теплоаккумулятор на 120 квадратных метров / 10 * 45 литров = 12 * 45 = 540 литров.  Этого недостаточно для дома среднего размера, поэтому стоит обратить внимание на резервуары емкостью около 800 литров.

Чем больше мощность системы, тем больше должен быть ТП.

Вообще говоря, чтобы было легче ориентироваться, для дома площадью 160-200 квадратных метров, расположенного в средней полосе, со средней теплоизоляцией, оптимальный объем бака — 1000-1200 литров. Да, при таком объеме в холодное время вам придется чаще отапливать. Но это не слишком подорвет ваш бюджет и позволит вам достаточно комфортно существовать практически всю зиму.

По мощности котла

Расчет объема бойлера имеет смысл, так как он потребуется для работы бойлера при нагреве воды в баке. В этом случае для мощности 1 кВт возьмите объем 50 литров.

Можно поступить еще проще — использовать таблицу (желтым цветом заштрихованы оптимальные значения затрат и мощности)

Расчеты очень просты. Для котла мощностью 20 кВт подходит ТА емкостью 1 000 литров. При таком количестве теплового аккумулятора для отопления, отопление придется проводить дважды в день.

По желаемой длительности простоя и теплопотерям

Этот метод более точен, так как позволяет подобрать объем конкретно в соответствии с параметрами дома (теплопотери) и вашими пожеланиями (время простоя).

Рассчитаем объем теплоаккумулятора для дома с теплопотерями 10 кВт/ч и временем простоя 8 часов. Вода будет нагрета до 88 °C и охлаждена до 40 °C. Расчет производится следующим образом:

  • Для поддержания нормальной температуры в резервуаре необходимо накопить 80 кВт тепла (10 кВт * 8 часов).
  • Дельта температур составляет 88 °C — 40 °C = 48 °C.
  • Затем используйте формулу для определения теплоемкости воды.

  • Подставляя значения, получаем: 80000 / 1,163 Вт/кг °C * 48 °C = 80000 / 55,824 = 1433 литра.

Для этих условий необходимая емкость теплоаккумулятора для отопления составляет 1 500 литров. Это связано с тем, что теплопотери в 10 кВт/ч слишком велики. Это дом практически без отопления.

Рекомендации по изготовлению

Лучше всего сделать прямоугольную емкость в котельной. Размеры произвольные, главное, чтобы их произведение было равно рассчитанному объему. Идеальным вариантом является контейнер из нержавеющей стали, но может подойти и обычный металл.

Буферный бак для твердотопливных котлов

Верхняя и нижняя части теплоаккумулятора, сделанного своими руками, должны быть оснащены патрубками для подключения к системе. Для того чтобы давление воды не выталкивало стальные стенки наружу, конструкция должна иметь ребра жесткости или поперечины.

Буферный бак для твердотопливных котлов

Аккумулятор должен быть хорошо изолирован, в том числе снизу. Для этой цели подходит пенопласт плотностью 15-25 кг/м3 или минеральная вата в плитах с минимальной плотностью 105 кг/м3. Оптимальная толщина теплоизоляционного слоя составляет 100 мм. Полученный аппарат, заполненный теплоносителем, будет иметь приличный вес, поэтому для его установки потребуется фундамент.

Буферный бак для твердотопливных котлов

Подсказка. Если вам нужен бак для гравитационной системы отопления, его следует установить своими руками на металлическое основание, не забыв утеплить нижнюю часть. Цель — поднять бак выше уровня батарей.

Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector