¿Cómo puede reducir los costos fijos de mantener una temperatura agradable en su hogar? Hay muchas formas realmente efectivas, desde instalar calderas con la mayor eficiencia posible hasta instalar fuentes de calor alternativas. Pero uno de los más productivos es un acumulador de calor para sistemas de calefacción.
Tanques de inercia para calefacción
En los esquemas de calefacción autónomos, casi siempre se proporciona el funcionamiento constante de la caldera. Esto implica un aumento en los costos de energía y una disminución en la vida útil de equipos costosos debido a su desgaste. El acumulador de calefacción está diseñado para optimizar el funcionamiento de todo el sistema.
Propósito de los tanques de compensación
Es un recipiente dentro del cual corre la tubería principal de calefacción. El calor transferido de las tuberías al agua del tanque lo calienta. Cuando se apaga la caldera, la temperatura del refrigerante disminuye y comienza el proceso inverso: la energía térmica proviene del agua en el tanque a través de las paredes de las tuberías hacia el refrigerante. De esta manera, los acumuladores de calor en los sistemas de calefacción permiten mantener un nivel de calefacción confortable durante mucho tiempo después de que se detiene la caldera.
¿Por qué no se instalan tanques de almacenamiento para calefacción en cada sistema autónomo? Hay una serie de factores específicos que deben tenerse en cuenta antes de instalarlos:
- Volumen... Para mantener la temperatura en una casa con un área de 120 m² durante 10-12 horas, se requiere un recipiente con un volumen de 1,5-1,8 m³. No siempre es posible colocar un acumulador de agua de este tipo para calentar en el sistema;
- El costo... Precio medio de un depósito de inercia de 750 litros. es de unos 90 mil rublos. De hecho, resulta que el acumulador de calor en el sistema de calefacción será el elemento más caro.
Este último es el principal motivo para no instalar un tampón térmico de capacidad. Pero si realiza cálculos aproximados de eficiencia, resulta que calentar con un acumulador de calor requiere un 10-15% menos de portador de energía (gas, leña, carbón, etc.) en comparación con el esquema tradicional.
El diámetro de las conexiones del tanque conectado debe coincidir con las dimensiones de la tubería del sistema. De lo contrario, habrá una resistencia hidráulica excesiva.
Diseño de acumulador de calor
Hacer su propia batería para calentar en casa no traerá el resultado deseado. Esto se debe a las características específicas del diseño y los materiales utilizados. Es casi imposible hacer un tanque de este tipo con medios improvisados sin el uso de equipo especial.
Además de la función principal del almacenamiento de calor, la mayoría de los fabricantes están tratando de mejorar el diseño para que el sistema de calefacción con un acumulador de calor se pueda usar en otras áreas del soporte vital de una casa privada:
- Suministro de agua caliente. El agua calentada en el tanque se puede utilizar como suministro de agua caliente, para ducharse, lavar platos, etc. Lo principal es que el recipiente se calienta indirectamente;
- Un elemento de conmutación para conectar fuentes de calor alternativas: sistemas solares, bombas de calor. Este esquema de calefacción con un acumulador de calor le permite calentar agua utilizando la energía condicionalmente libre del sol. Como resultado, una disminución en los costos operativos;
- Conexión de varias calderas en un circuito. Por lo tanto, es posible organizar la calefacción con una caldera de combustible sólido y gas.
Para reducir las pérdidas de calor en los acumuladores de calor en los sistemas de calefacción, se proporcionan dos paredes: una exterior y otra interior. El espacio entre ellos está lleno de aislamiento, la mayoría de las veces con lana de basalto. Además, la mayoría de los modelos tienen una fuente de calor adicional: un elemento calefactor eléctrico. Le permite mantener la temperatura del agua en los tanques de almacenamiento para calentar al nivel deseado. Esto también permite utilizar el recipiente incluso cuando la caldera no funciona como una caldera eléctrica ordinaria.
Cuando se utilizan fuentes de calor alternativas, se recomienda comprar un tanque con dos circuitos de tuberías.
Cálculo del acumulador de calefacción.
En la práctica, primero es necesario calcular el volumen óptimo del acumulador de agua para calentar. Existe la idea errónea de que cuanto más alto sea este indicador, mejor. Pero cuando se excede el volumen crítico, la velocidad de calentamiento del agua en el tanque se reduce significativamente y simplemente no tiene tiempo para alcanzar la temperatura requerida. Esto es especialmente cierto para sistemas con un calentamiento máximo del medio de calentamiento hasta 60 ° C (modo de calentamiento a baja temperatura).
La condición principal para el funcionamiento de la calefacción con un acumulador de calor es el aumento máximo en el funcionamiento del sistema cuando la caldera está apagada. Por lo tanto, el indicador principal al elegir un tanque de compensación de acuerdo con sus características es el tiempo durante el cual el agua calentada en él se enfría.
Los errores más comunes al calcular un sistema de calefacción con un acumulador de calor:
- Solo se tiene en cuenta la potencia nominal de la caldera.... Supuestamente, la relación es suficiente: 1 kW de energía requiere de 25 a 50 litros de capacidad. Pero, ¿cómo, en este caso, tener en cuenta el tiempo de enfriamiento del refrigerante ?;
- Ubicación en el sistema... La mayor eficiencia se logra solo para un circuito de calefacción con un acumulador de calor, que se instala inmediatamente después de la caldera. Entonces la transferencia de calor será óptima.
Para realizar el cálculo, deberá conocer la potencia de la caldera y el modo térmico del sistema. Supongamos que el calentador genera 22 kW / h. En este caso, el modo de funcionamiento es 70/40 (70-40 = 30 ° C). En este caso, el volumen óptimo del acumulador de calor en el sistema de calefacción será:
(22 * 3600) / (4,187 * 30) = 633 kg o 0,633 m³
Ahora queda calcular el tiempo para calentar el agua en el recipiente. Por desgracia, no existe una fórmula universal para esto. Existe una gran dependencia de las características de rendimiento de un modelo particular del acumulador para el sistema de calefacción. Pero estos datos se pueden obtener de las instrucciones o del sitio web del fabricante. Como ejemplo, podemos considerar la dependencia de la velocidad de calentamiento del tanque de almacenamiento Wirbel de varias capacidades de la potencia de la caldera.
Teniendo en cuenta todos estos indicadores, es posible calcular con precisión el volumen aproximado del acumulador de calor en un sistema de calefacción en particular. Se realizan cálculos más precisos utilizando sistemas de software especiales que tienen en cuenta la velocidad de circulación del refrigerante, las pérdidas de calor y los posibles cambios en los modos de funcionamiento de la calefacción.
Cualquier esquema de cálculo debe tener en cuenta las recomendaciones de los fabricantes y los requisitos para el funcionamiento de un sistema de calefacción autónomo.
Instalación de un acumulador de calor
La correcta instalación del acumulador de agua en calefacción depende no solo del tiempo de calentamiento del agua en él, sino también de la eficiencia de todo el sistema. El factor determinante es la forma de circulación del refrigerante: gravitacional o con la ayuda de una bomba. En el primer caso, los tanques de almacenamiento se instalan en el sistema de calefacción hasta el tanque de expansión superior, lo más cerca posible de la caldera.
Debe tenerse en cuenta que la velocidad de movimiento del refrigerante se reducirá ligeramente. Esto se debe al aumento de la longitud del tubo de refuerzo debido a la inserción de una sección adicional ubicada en el tanque.Para un sistema de gravedad, se recomienda reducir el volumen estimado del tanque en un 10-15%.
El lugar de instalación en un sistema de circulación forzada no está regulado. Es importante que el nivel de calentamiento del refrigerante en las tuberías de calefacción con un acumulador de calor sea máximo. En consecuencia, el contenedor debe ubicarse cerca de la caldera de acuerdo con las siguientes condiciones:
- El tanque se coloca después del grupo de seguridad;
- La temperatura en la habitación donde se encuentra el recipiente debe ser de 10 a 35 ° С;
- Acceso libre a todos los ramales de la estructura para trabajos de reparación y mantenimiento;
- Posibilidad de conectar tanto la tubería principal como la de retorno.
Muy a menudo, en sistemas de calefacción con un tanque de almacenamiento de calor, se instala directamente en la sala de calderas. No se recomienda la instalación por encima del nivel de la caldera.
Además de estas condiciones, puede haber otras adicionales reguladas por el fabricante. Deben tenerse en cuenta no solo al elegir un lugar para instalar el tanque, sino también para regular la potencia de la caldera.
Al instalar un acumulador de calor para sistemas de calefacción con elementos calefactores eléctricos, se recomienda montar adicionalmente un medidor de electricidad de tarifas múltiples. Entonces se pueden lograr ahorros sustanciales al incluir el calentamiento eléctrico del tanque por la noche.
El material de video muestra claramente el principio de funcionamiento de un acumulador de calor en el sistema de calefacción de una casa privada:
