Kattilan lämpövaraajan liitäntä ja toimintaperiaate

Asunnoissa, joissa ei ole kaasua tai keskitettyä lämmitystä, käytetään yksittäisiä lämmitysjärjestelmiä, mukaan lukien kiinteät polttoaineet ja sähkökattilat tai aurinkoenergiaa käyttävät aurinkokennojärjestelmät. Näillä järjestelmillä on tärkeä haittapuoli - jäähdytysnesteen epätasainen lämmitys toiminnan perusominaisuuksien tai ulkoisten tekijöiden vaikutuksen vuoksi. Ne voidaan optimoida lämmitykseen käytetyllä lämpöakulla, joka toimii puskurina lämmönlähteen ja kuluttajien välillä.

Lämpövaraajan tarkoitus

Eri tyyppisten lämmityskattiloiden lämpövaraaja on vaikuttavan kokoinen vesisäiliö, jonka avulla voit ratkaista lämmityskattilan käytön aikana syntyvät ongelmat:

• energian liiallinen kulutus;
• ylimääräinen lämmitysteho;
• veden ylikuumeneminen kattilassa;
• ajoittaiset lämmityslämpötilan vaihtelut itse palamisprosessin epätasaisuuden ja polttopuun, kivihiilen ennenaikaisen asettamisen vuoksi;
• lämpöenergian tuotannon ja kulutuksen huippujen välinen ristiriita.

Jotkut ongelmat voidaan ratkaista asentamalla pitkään palava pyrolyysikattila, mutta jälkimmäisessä tapauksessa se ei auta. Kattilan toiminnan erityispiirre on, että kun polttoaine on ladattu, lämpöenergian tuotanto kasvaa vähitellen saavuttaen huippuarvot ja sitten myös vähitellen. Jos et lisää polttoainetta kattilaan ajoissa, se pysähtyy, jäähdytysneste alkaa jäähtyä ja tämän seurauksena talon lämpötila laskee. Huippulämmöntuotannon aikana järjestelmä ei pysty jakamaan tehokkaasti kaikkea energiaa, koska se on varustettu termostaateilla, joten osa lämmöstä menee hukkaan. Jos kattila on sähköinen, on paljon kannattavampaa kerätä lämpöä yöllä, kun sähkö lasketaan edullisella yöhinnalla, jotta kulutetaan mahdollisimman vähän sähköä päivällä.

Lämmitysjärjestelmän lämmönvaraaja on valmistettu ruostumattomasta tai tavallisesta teräksestä, sisäpuoli voidaan päällystää suojalakalla. Seinät maalataan ylhäältä lämmönkestävällä maalilla, sitten peitetään lämpöä eristävällä materiaalilla ja keinonahalla. Itse asiassa, kun lämpöakku kytketään, lämmönsiirtimen tilavuus kasvaa lämmitysjärjestelmässä, mikä tekee mahdolliseksi kompensoida kattilan huipputeho ja samalla kerätä lämpöä sen siirtämiseksi lämmönsiirtimelle kun kattilan lämmöntuotannon teho laskee. Laadukkaan eristeen ansiosta lämpöakun vesi jäähtyy pitkään. Se pysyy lämpimänä useita tunteja ja jopa päiviä ja pumpataan järjestelmään pumpun avulla. Lämpövaraajan toimintaperiaate perustuu erilaisten väliaineiden, erityisesti veden ja ilman, eri lämpökapasiteettiin. Yhden litran veden lämpötilan lasku yhdellä asteella johtaa 1 m3: n ilmamäärän lämpötilan nousuun 4 astetta.

Jos kiinteän polttoaineen ja sähkökattiloita käytettäessä lämpöakun asentaminen on toivottavaa, mutta ei välttämätöntä, lämpöakun läsnäolo aurinkokunnassa on toiminnan välttämätön edellytys, koska aurinkoenergiaa on mahdotonta saada illalla ja yöllä, ja järjestelmän käyttö on hyvin rajallista syksyllä ja talvella pilvisenä päivänä.

Hyvät ja huonot puolet

Plussat lämmönvaraajan käytöstä:

• Varastoi lämpöenergiaa tuntikausia ja päiviä.
• Kattilan ylikuumeneminen on suljettu pois.
• Lämpöenergiaa ei hukata, vaan se kerääntyy tulevaisuudessa käytettäväksi, minkä vuoksi kattilan ja koko lämmitysjärjestelmän hyötysuhde kasvaa.
• Voit säästää rahaa.
• Tilan ilman lämpötila pidetään helposti optimaalisella tasolla, äkilliset lämpötilavaihtelut suljetaan pois.
• Tankkausta ei tarvita usein.
• Kiinteän polttoaineen kattilan lisäksi voit asentaa aurinkokunnan, joka on ilmainen lämpöenergian lähde.
• Jotkut lämmitysakkujen mallit voivat yhdistää kattilan toiminnot.

Järjestelmän haitat:

• Pitkä lämmitys - optimaalinen asennus pysyvään asuinpaikkaan. Maalaistaloissa, joissa käydään talvella viikonloppuisin, tällainen laite ei ole hyödyllinen.
• Korkeat kustannukset - ne maksavat suunnilleen saman verran kuin kattila, ja joskus enemmän.
• Merkittävät mitat ja paino - tästä johtuen kuljetuksen ja asennuksen aikana syntyy tiettyjä vaikeuksia. Lisäksi kattilan välittömään läheisyyteen on asennettu lämmitykseen tarkoitettu lämpöakku, siellä on oltava lisälaitteet, joten usein on tarpeen varata erityinen huone laitteiden asentamiseksi ja valmistaa se erityisellä tavalla: varustaa tukialusta, joka kestää aseman painon. Täytettynä säiliö voi painaa 3-4.
• Tarvitaan suuritehoinen kattila - varastointilaitteen ostaminen on perusteltua, jos kattilan tehoa ei käytetä täysin, teho on vähintään kaksinkertainen, muuten laite on tyhjäkäynnillä.

Kun teet lämpöakun omin käsin, voit säästää huomattavan määrän. Yksinkertaisin muotoilu on valmistettu ruostumattomasta teräksestä valmistetusta tynnyristä tai jopa ruostumattomasta teräksestä valmistetusta levystä, jonka paksuus on vähintään 3 mm. Tarvitset myös kupariputken, jonka halkaisija on 3 cm ja pituus 14 m. Se taivutetaan spiraaliksi ja sijoitetaan säiliön sisään. Pohjasta he tuottavat kylmää vettä, ylhäältä hanasta kuumaa vettä varten, asenna hanat hanoihin. Kiinteän polttoaineen kattilan itse valmistama lämpövaraaja on välttämätöntä eristää, muuten se on tehoton. On myös tarpeen asentaa paine- ja lämpötila-anturit.

Jos et voi hitsata sylinterimäistä astiaa, voit tehdä lämmönvaraajan suuntaissärmiön muotoiseksi - on helpompaa tehdä tämän muotoinen säiliö omin käsin. Kulmat on lisäksi vahvistettu, ulkopuolelta ne täydentävät rakennetta jäykisteillä - ne hitsataan 30-35 cm: n etäisyydelle toisistaan. Laitteen halkaisijan ja korkeuden suhde on 1: 3 (4).

Valintakriteeri

Lämpövaraaja on valittava tarkkojen laskelmien mukaisesti ottaen huomioon kodin lämmitysjärjestelmän parametrit. Laskettujen arvojen lisäksi otetaan kuitenkin huomioon lämmönvarastointilaitteiden yleiset ominaisuudet.

• Lämmitysjärjestelmän paine. Tämän parametrin mukaan lämmönvaraajan on vastattava lämmitysjärjestelmää. Joka tapauksessa arvo voi olla suurempi, mutta ei pienempi. Se, mikä paine varastointilaite kestää, riippuu seinämän paksuudesta, säiliön muodosta ja valmistusmateriaalista. Yli 4 baarin kattiloiden lämpöakkuissa on kupera ylä- ja alaosa.
• Puskurisäiliön tilavuus. Tätä parametria pidetään tärkeimpänä ja he yrittävät valita tällaisen tilavuuden kapasiteetin, jotta taajuusmuuttaja voi kerätä kaiken ylimääräisen lämmön. Samanaikaisesti ei kuitenkaan tarvita tarpeettoman laajaa laitetta.
• Ulkomitat ja paino.Kuljetus ja laitteiden sijoittaminen on ratkaistava, joten kaikki on laskettava huolellisesti: kulkeeko säiliö oviaukon läpi, kestävätkö päällekkäisyydet, kun säiliö on täysin täytetty vedellä.
• Lisälämmönvaihtimien varustaminen. Niiden avulla voit optimoida järjestelmän toimintaa edelleen. Mallit valitaan koko järjestelmän monimutkaisuuden mukaan.
• Mahdollisuus asentaa lisälaitteita. Yhdessä akun leikepöydän kanssa asennetaan lisää lämmityselementtejä, antureita ja lämpötilan säätimiä. Jos kaikki järjestelmän elementit on valittu oikein, polttoaineenkulutus voidaan puolittaa.

Säiliöt on valmistettu hiiliteräksestä tai ruostumattomasta teräksestä. Jälkimmäiset ovat kalliimpia ja kestävät pidempään, ja ensimmäisillä on oltava korroosionestopinnoite. Sinun on varmistettava sen laatu.

Kattilan puskurisäiliön tilavuuden laskeminen

Puskurisäiliön tilavuus lasketaan yleensä siten, että yhden polttoainekuorman palamisen aikana lämpövaraaja pidättää kaiken kattilan tuottaman lämmön. Voit tehdä itsenäisesti vain likimääräisiä laskelmia, joissa ei oteta huomioon lämpöpatterien lämpöhäviöitä ja huoneen ilman lämpötilan vaikutusta. Peruskaava lämpöakun tilavuuden laskemiseksi:

W = k × m × s × Δtmissä

• W - liiallinen lämmön määrä;
• m - nesteen massa
• alkaen - jäähdytysnesteen lämpökapasiteetti;
• Δt - kuinka monta astetta jäähdytysneste on lämmitettävä;
• k - kattilan hyötysuhde.

Täältä sinun on laskettava jäähdytysnesteen massa:m = W / (k × s × At).

Kuten W määritellään kattilan tuottaman ja talon lämmitykseen käytetyn energian arvojen erotuksena; on myös tarpeen selventää ne ja polttoaineen palamisaika. Jos kattilan teho ilmoitetaan laitteen passissa, lämmityksen lämmönkulutus on laskettava. Polttoaineen palamisaika määritetään empiirisesti. Oletetaan, että se on 3 tuntia, mutta talon lämmitys vaatii 10 kW / h. Tämä tarkoittaa, että 3 tunnissa se käytetään:10 × 3 = 30 kW.

22 kW / h kattilan lämmöntuotanto on:22 × 3 = 66 kW.

Laskentatulosten perusteella ylimääräinen lämpö on:W = 66-30 = 36 kW. Käännämme watteina, saamme 36000 wattia.

Kaavan avulla m = W / (k × s × Δt), määritämme halutun vesimassan arvon. Tehokkuus ilmoitetaan passissa prosentteina. Tämä arvo on muunnettava desimaaliksi jakamalla 100: lla. Esimerkiksi 80/100 = 0,8... Veden lämpökapasiteetti on 4,19 kJ / kg × ° С. tai 1,164 W × h / kg × ° С. tai 1,16 kW / m³ × ° С.

Δt määritetään mittaamalla tulo- ja paluuputkien lämpötila vähentämällä alempi suuremmasta arvosta. Esimerkiksi:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Tällä tavalla,m = 36000 / (0,8 x 1,164 × 30) = 1288,7 kg.

Kattilan tuottaman ylimääräisen energian varastointiin tarvitaan vähintään 1288,7 m3: n säiliö. Jaspi GTV Teknik 1500 HP -lämpöakku sopii. Vaativammilla laskenta-arvoilla voit rajoittaa itsesi esimerkiksi säiliöön, esimerkiksi 750 litraan.

DIY-liitäntätavat ja kaaviot

Yhteyden monimutkaisuus ja ominaisuudet riippuvat lämmönvaraajalaitteen tyypistä. Siksi sinun pitäisi selvittää, mitä he ovat.

• Yksinkertaisin muotoilu on tyhjä säiliö sisällä. Kattila ja kuluttajat kytketään suoraan. Käyttö on optimaalista, jos samaa jäähdytysnestettä käytetään kaikissa piireissä, järjestelmän paine ei ylitä varastosäiliön sallittuja arvoja ja kattilasta syötetyn jäähdytysnesteen lämpötila ei ylitä sallittuja arvoja lämmityspiiri. Jos kaksi ensimmäistä vaatimusta eivät täyty, järjestelmään liitettäessä on käytettävä ylimääräisiä ulkoisia lämmönvaihtimia. Jälkimmäisessä tapauksessa sekoituskokoonpanot kolmitieventtiilien kanssa tulisi asentaa.
• Puskurisäiliö sisäisellä lämmönvaihtimella - yksi tai useampi.Lämmönvaihdin on spiraaliputki, joka on valmistettu kuparista tai ruostumattomasta teräksestä. Tällaisessa säilytysaineessa jäähdytysneste sekoitetaan. Alaosassa oleva kela lämmittää jäähdytysnestettä, kuuma vesi ryntää ylöspäin vähemmän tiheänä. Yläosassa on toinen kela, joka vie energiaa ja tuo sen ulos lämmityspiireihin. Tämän tyyppinen laite on optimaalinen käytettäessä erityyppisiä lämmönsiirtoaineita korkeassa paineessa ja lämmönsiirtimen lämpötilassa yhdistämällä useita lämmönkehittimiä.
• Säiliö, jossa on läpivirtauspiiri kuumavesihuoltoa varten. Lämmönvaihdin sijaitsee enimmäkseen säiliön yläosassa. Sen on oltava valmistettu metallista, joka täyttää ruokaveden vaatimukset. Piirit kytketään suoraan. Tällainen järjestelmä on edullinen tasaisella kuuman veden virtauksella.
• Lämpövaraaja sisäisellä kattilalla. Varastosäiliö varastoi lämmitettyä vettä kotitalouskäyttöön. Tämän tyyppinen lämpöakku voidaan helposti integroida kiinteisiin polttoaineisiin, sähkökattiloihin ja aurinkokeräimiin varustettuihin avoimiin ja suljettuihin lämmitysjärjestelmiin. Tämän tyyppiset puskurisäiliöt ovat erityisen tärkeitä sähkökattiloita käytettäessä, kun jäähdytysnestettä lämmitetään yöllä ja vettä kulutetaan päivällä. 150 litran kattila riittää keskimääräisen perheen päivittäiseen veden kulutukseen.

Lämmitysjärjestelmälle tarkoitettuja lämpöakkuja on useita poistoputkia, ja ne sijaitsevat säiliötä pitkin pystysuorassa, koska korkeuden kohdalla on lämpötilagradientti. Tämä tehdään, jotta voidaan kytkeä piirit, joilla on erilaiset jäähdytysnesteen lämpötilavaatimukset, lämpötilan säätimien kuormituksen vähentämiseksi. Tämän seurauksena lämpöenergiaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti.

Muun tyyppiset järjestelmät:

1. Yksinkertaisin vanteet, jotka rajoittavat sopeutumismahdollisuuksia. Kuuma vesi nousee ylös ja otetaan ylemmästä kohdasta, jäähdytyksen jälkeen se laskee alas ja menee jälleen kattilaan. Sitä käytetään, kun lämmönkehittimen ja lämmityspiirien paine ja lämpötila ovat samat. Lämpötilaa säädetään vain lisäämällä / vähentämällä lämmönsiirtovirtaa.
2. Järjestelmä sisältää sekoitusyksiköitä, ohituksia, joten jäähdytysnesteen lämpötilan tarkempi säätö on mahdollista. Laitteiden tehokkuus saavutetaan asentamalla esimerkiksi kolmitieventtiilejä.
3. Järjestelmään kuuluu ylimääräinen säiliö, jotta pieni määrä kuumaa vettä on saatavilla heti kattilan käynnistämisen jälkeen. Kuluttajan ei tarvitse odottaa järjestelmän täydellistä lämpenemistä, mutta vesihuolto ei ole suuri, ja järjestelmä lämpenee hitaammin kuin perinteinen.
4. Puskurisäiliön sisällä on yksi kela, jonka läpi lämpöenergia kulkee lähteestä, ja jo kelasta jäähdytetään lämmönvarastossa olevaa jäähdytysnestettä. Tämän tyyppisessä järjestelmässä käytetään erilaisia ​​lämmönsiirtonesteitä. Voit valita ne, joita ei voida sekoittaa kemiallisten ominaisuuksien yhteensopimattomuuden vuoksi. Käämin kautta voit syöttää lämmitystä tai kuumaa vettä, tai lähteestä tuleva jäähdytysneste kiertää tämän ympyrän läpi.
5. Järjestelmään on asennettu ylimääräinen ulkoinen lämmönvaihdin. Sen avulla voit ylläpitää haluttua lämpötilaa akussa.
6. Järjestelmä, jossa on virtaava kuumavesipiiri. Se on optimaalista, jos kuumaa vettä käytetään tasaisesti. Muussa tapauksessa on suositeltavaa ostaa energian varastointilaite, jossa on sisäänrakennettu kattila.
7. Yhden kelan järjestelmä, joka on kytketty vaihtoehtoiseen energialähteeseen, kuten aurinkokeräimeen. Sitä kutsutaan kaksiarvoiseksi. Liitäntä suoritetaan siten, että kerääjällä on johtava rooli järjestelmän lämmittämisessä ja kattila kytketään, kun lämpöenergiaa ei ole tarpeeksi.
8. Moniarvoinen järjestelmä, jossa päälämmitys tapahtuu matalan lämpötilan lähteillä, kuten aurinkokeräimellä ja maalämpöpumpulla. Ne on kytketty lämmönvaraajan alaosaan. Lämpöenergian lisälähteenä käytetään korkean lämpötilan kattilaa.

Erilaisten lämmityspiirien ja lämpöenergialähteiden läsnä ollessa muodostuu monimutkainen haarautunut järjestelmä, jossa on monia muita säätölaitteita, antureita, turvaryhmiä. On suositeltavaa antaa sen suunnittelu ammattilaisille, koska tarvitaan tarkkoja laskelmia.

Akun hihna lämpöä varten

Säiliön on oltava hyvin eristetty. Jos kyseessä on kaupallisesti saatavilla oleva lämpövarastointilaite, on arvioitava ulkoisen eristeen paksuus ja laatu. Mitä parempi ja paksumpi lämmöneriste, sitä kauemmin lämpö säilyy. Lämmöneristimen erityisen rakenteen ansiosta lämpövaraaja toimii kuin termos. Laadukkaiden mallien lämpöeristyksen paksuus on noin 10 cm, ja se peittää lämmönkestävällä maalilla maalatun rungon. Lämmöneristyksen päällä on kerros tekonahkaa. Eristys suoritetaan yksinään samalla tavalla. Ensin säiliö maalataan korkeita lämpötiloja kestävällä maalilla, sitten se eristetään vähintään 150 mm paksulla basaltivillalla ja yläosa peitetään kalvolla.