Priključak i princip rada akumulatora topline za kotao

U kućama u kojima nema plina ili centraliziranog grijanja koriste se pojedinačni sustavi grijanja, uključujući kotlove na kruto gorivo i električne kotlove ili solarne sustave koji se napajaju solarnom energijom. Ovi sustavi imaju važan nedostatak - neravnomjerno zagrijavanje rashladne tekućine zbog temeljnih značajki funkcioniranja ili utjecaja vanjskih čimbenika. Mogu se optimizirati pomoću akumulatora topline za grijanje, koji će djelovati kao tampon između izvora topline i potrošača.

Namjena akumulatora topline

Akumulator topline za razne vrste kotlova za grijanje je rezervoar impresivne veličine napunjen vodom, koji vam omogućuje rješavanje problema koji nastaju tijekom rada kotla za grijanje:

• prekomjerna potrošnja energije;
• višak snage grijanja;
• pregrijavanje vode u kotlu;
• periodična kolebanja temperature grijanja zbog neravnomjernosti samog procesa izgaranja i nepravodobnog polaganja ogrjevnog drveta, ugljena;
• neusklađenost između vrhova proizvodnje i potrošnje toplinske energije.

Neki se problemi mogu riješiti ugradnjom dugotrajnog kotla za pirolizu, ali u potonjem slučaju to neće pomoći. Posebnost rada kotla je da se nakon punjenja goriva izlaz toplinske energije postupno povećava, dostižući vršne vrijednosti, a zatim se postupno smanjuje. Ako na vrijeme ne dodate gorivo u kotao, zaustavlja se, rashladna tekućina počinje se hladiti, a time i temperatura u kući opada. Tijekom vršne proizvodnje topline, sustav nije u stanju učinkovito raspodijeliti svu energiju, jer je opremljen termostatima, pa se dio topline troši. Ako je kotao električni, mnogo je isplativije akumulirati toplinu noću, kada se električna energija izračunava po preferencijalnoj noćnoj stopi kako bi se što manje električne energije potrošilo tijekom dana.

Spremnik za pohranu topline za sustav grijanja izrađen je od nehrđajućeg ili običnog čelika, iznutra se može premazati zaštitnim lakom. Zidovi su odozgo obojeni bojom otpornom na toplinu, a zatim prekriveni toplinsko-izolacijskim materijalom i umjetnom umjetnom kožom. Zapravo, kada je spojen akumulator topline, povećava se volumen nosača topline u sustavu grijanja, što omogućuje kompenzaciju vršne snage kotla i istodobno akumuliranje topline za njezin prijenos na nosač topline kada padne snaga stvaranja topline kotlom. Zahvaljujući visokokvalitetnoj izolaciji, voda u akumulatoru topline dugo se hladi. Ostaje zagrijavan nekoliko sati, pa čak i dana, a pumpa se pumpa u sustav. Načelo rada akumulatora topline temelji se na različitom toplinskom kapacitetu različitih medija, posebno vode i zraka. Smanjenje temperature od 1 litre vode za jedan stupanj dovodi do povećanja temperature volumena zraka od 1 m3 za 4 stupnja.

Ako je kod upotrebe kotlova na kruto gorivo i električnih kotlova poželjna ugradnja akumulatora topline, ali nije nužna, tada je prisutnost akumulatora topline u Sunčevom sustavu nužan uvjet za funkcioniranje, jer je nemoguće dobiti sunčevu energiju u navečer i noću, te u jesen i zimi u oblačnim danima, uporaba sustava je vrlo ograničena.

Za i protiv

Prednosti upotrebe akumulatora topline:

• Pohranjuje toplinsku energiju satima i danima.
• Isključeno je pregrijavanje kotla.
• Toplinska energija se ne troši, već se akumulira kako bi se koristila u budućnosti, zbog toga se povećava učinkovitost kotla i sustava grijanja u cjelini.
• Omogućuje vam uštedu novca.
• Temperatura zraka u prostorijama lako se održava na optimalnoj razini, isključene su nagle fluktuacije temperature.
• Nema potrebe za čestim punjenjem goriva.
• Uz kotao na kruto gorivo možete instalirati i solarni sustav koji je besplatni izvor toplinske energije.
• Neki modeli toplinskih akumulatora za grijanje mogu kombinirati funkcije kotla.

Mane sustava:

• Dugo grijanje - optimalna ugradnja u kuće namijenjene stalnom boravku. U seoskim vikendicama, koje se posjećuju zimi vikendom, takav uređaj neće biti koristan.
• Visoka cijena - koštaju otprilike jednako kao kotao, a ponekad i više.
• Značajne dimenzije i težina - zbog toga se tijekom transporta i ugradnje javljaju određene poteškoće. Osim toga, u neposrednoj blizini kotla ugrađuje se akumulator topline namijenjen grijanju, tu se mora nalaziti dodatna oprema, stoga je često potrebno izdvojiti posebnu prostoriju za ugradnju uređaja i pripremiti je na poseban način: opremiti potpornu platformu koja može izdržati težinu pogona. Kad se napuni, spremnik može težiti 3-4.
• Potreban je kotao velike snage - kupnja uređaja za pohranu opravdana je ako snaga kotla nije u potpunosti iskorištena, postoji barem dvostruka rezerva snage, inače će uređaj biti u praznom hodu.

Kada izrađujete akumulator topline vlastitim rukama, moći ćete uštedjeti značajnu količinu. Najjednostavniji dizajn izrađen je od cijevi od nehrđajućeg čelika ili čak od lima od nehrđajućeg čelika debljine najmanje 3 mm. Također će vam trebati bakrena cijev promjera 3 cm i duljine 14 m. Savijena je u spiralu i smještena unutar spremnika. S donje strane dovode hladnu vodu, odozgo slavina za toplu vodu, na slavine postavljaju zatvarače. Nužno je izolirati vlastiti akumulator topline za kotao na kruto gorivo, inače će biti neučinkovit. Također je potrebno ugraditi senzore tlaka i temperature.

Ako ne možete zavariti cilindričnu posudu, možete napraviti akumulator topline za grijanje u obliku paralelepipeda - lakše je napraviti spremnik ovog oblika vlastitim rukama. Kutovi su dodatno ojačani, s vanjske strane nadopunjuju strukturu ukrućenjima - zavareni su na međusobnoj udaljenosti 30-35 cm. Odnos promjera i visine uređaja je 1: 3 (4).

Kriteriji za odabir

Potrebno je odabrati akumulator topline u skladu s točnim izračunima, uzimajući u obzir parametre sustava grijanja kuće. Međutim, uz izračunate vrijednosti uzimaju se u obzir opće karakteristike uređaja za pohranu topline.

• Tlak u sustavu grijanja. Prema ovom parametru, akumulator topline mora odgovarati sustavu grijanja. U svakom slučaju, vrijednost može biti veća, ali ne i manja. Koji pritisak uređaj za pohranu može podnijeti ovisi o debljini stjenke, obliku spremnika i materijalu izrade. Sustavi za pohranu topline za kotlove s kapacitetom većim od 4 bara imaju konveksni gornji i donji poklopac.
• Zapremina spremnika. Ovaj se parametar smatra najvažnijim i pokušavaju odabrati kapacitet takvog volumena da pogon može akumulirati svu višak topline. Ali istodobno nije potreban nepotrebno voluminozan uređaj.
• Vanjske dimenzije i težina.Pitanja prijevoza i postavljanja opreme morat će se riješiti, stoga se sve mora pažljivo izračunati: hoće li spremnik proći kroz vrata, hoće li preklapanja izdržati kad se spremnik potpuno napuni vodom.
• Opremljenost dodatnim izmjenjivačima topline. Omogućuju vam daljnju optimizaciju funkcioniranja sustava. Modeli se odabiru prema složenosti cijelog sustava.
• Mogućnost ugradnje dodatnih uređaja. Zajedno s međuspremnikom baterije ugrađeni su dodatni grijaći elementi, senzori i regulatori temperature. Ako su svi elementi sustava pravilno odabrani, potrošnja goriva može se prepoloviti.

Spremnici su izrađeni od ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika. Potonji su skuplji i traju dulje, a prvi moraju imati antikorozivni premaz. Morate se uvjeriti u njegovu kvalitetu.

Proračun zapremine spremnika spremnika kotla

Količina spremničkog spremnika obično se izračunava na takav način da tijekom izgaranja jednog opterećenja gorivom akumulator topline zadržava svu toplinu koju generira kotao. Možete samostalno napraviti samo približne izračune koji ne uzimaju u obzir gubitak topline iz radijatora grijanja i učinak temperature zraka u sobi. Osnovna formula za izračunavanje zapremine akumulatora topline:

W = k × m × s × Δtgdje

• W - prekomjerna količina topline;
• m - masa tekućine;
• iz - toplinski kapacitet rashladne tekućine;
• Δt - broj stupnjeva za koji trebate zagrijati rashladnu tekućinu;
• k - učinkovitost kotla.

Odavde morate izračunati masu rashladne tekućine:m = W / (k × s × Δt).

Kao W definira se kao razlika između vrijednosti energije koju kotlov stvara i troši na grijanje kuće, također je potrebno pojasniti ih i vrijeme izgaranja uloška za gorivo. Ako je snaga kotla navedena u putovnici uređaja, mora se izračunati potrošnja toplinske energije za grijanje. Vrijeme izgaranja goriva određuje se empirijski. Recimo da su to 3 sata, ali za grijanje kuće potrebno je 10 kW / h. To znači da će se za 3 sata potrošiti:10 × 3 = 30 kW.

Proizvodnja topline kotlom od 22 kW / h iznosi:22 × 3 = 66 kW.

Na temelju rezultata izračuna, višak topline bit će:Š = 66 - 30 = 36 kW. Prevedemo u vate, dobijemo 36.000 vata.

Koristeći formulu m = W / (k × s × Δt), određujemo željenu vrijednost mase vode. Učinkovitost je u putovnici naznačena kao postotak. Ova vrijednost mora se pretvoriti u decimalu dijeljenjem sa 100. Na primjer, 80/100 = 0,8... Toplinski kapacitet vode je 4,19 kJ / kg × ° S ili 1,164 W × v / kg × ° S ili 1,16 kW / m³ × ° S.

Δt određuje se mjerenjem temperature dovodnih i povratnih cijevi, oduzimajući nižu od veće vrijednosti. Na primjer:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Na ovaj način,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

Da bi se pohranio sav višak energije koji generira kotao, bit će potreban spremnik zapremine najmanje 1.288,7 m3. Prikladan je akumulator topline Jaspi GTV Teknik 1500 KS. S skromnijim proračunskim vrijednostima možete se ograničiti na spremnik, na primjer 750 litara.

Način i dijagrami "uradi sam" povezivanja

Složenost i značajke veze ovise o vrsti uređaja za pohranu topline. Stoga biste trebali shvatiti što su.

• Najjednostavniji dizajn je prazan spremnik unutra. Kotao i potrošači povezani su izravno. Upotreba je optimalna ako se u svim krugovima koristi ista rashladna tekućina, tlak u sustavu ne prelazi dopuštene vrijednosti spremnika, a temperatura rashladne tekućine dovedene iz kotla ne prelazi dopuštene vrijednosti za krug grijanja. Ako prva dva zahtjeva nisu zadovoljena, prilikom spajanja na sustav morate koristiti dodatne vanjske izmjenjivače topline. U potonjem slučaju treba ugraditi miješajuće sklopove s trosmjernim ventilima.
• Spremnik s unutarnjim izmjenjivačem topline - jedan ili više.Izmjenjivač topline je spiralna cijev izrađena od bakra ili nehrđajućeg čelika. U takvom mediju za pohranu rashladna tekućina se miješa. Zavojnica smještena u donjem dijelu zagrijava rashladnu tekućinu, vruća voda juri prema gore kao manje gusta. Na vrhu je još jedna zavojnica koja uzima energiju i dovodi je u krugove grijanja. Uređaj ove vrste optimalan je kada koristi različite vrste nosača topline, pri visokom tlaku i temperaturi nosača topline, povezujući nekoliko generatora topline.
• Spremnik s protočnim krugom za opskrbu toplom vodom. Izmjenjivač topline uglavnom se nalazi na vrhu spremnika. Mora biti izrađen od metala koji zadovoljava potrebe za vodom za hranu. Sklopovi su spojeni izravno. Takav je sustav poželjan s ujednačenim protokom tople vode.
• Akumulator topline s unutarnjim kotlom. Spremnik pohranjuje zagrijanu vodu za kućnu potrošnju. Ova vrsta akumulatora topline može se lako integrirati u otvorene i zatvorene sustave grijanja opremljene krutim gorivom, električnim kotlovima i solarnim kolektorima. Puferski spremnici ove vrste posebno su relevantni kada se koriste električni kotlovi, kada se rashladna tekućina grije noću, a voda se troši danju. Kotao od 150 litara dovoljan je za dnevnu potrošnju vode prosječne obitelji.

Postoji nekoliko izlaznih cijevi za akumulator topline namijenjenih sustavu grijanja, a smještene su uzduž spremnika okomito, jer postoji gradijent temperature po visini. To je učinjeno kako bi se mogli spojiti krugovi s različitim zahtjevima za temperaturu rashladne tekućine, kako bi se smanjilo opterećenje regulatora temperature. Kao rezultat, toplinska energija koristi se što učinkovitije.

Ostale vrste sustava:

1. Najjednostavnija shema vezivanja, ograničavajući mogućnosti prilagodbe. Vruća voda raste i uzima se s gornje točke, nakon hlađenja, spušta se i ponovno ulazi u kotao. Koristi se kada su tlak i temperatura u generatoru topline i krugovima grijanja jednaki. Temperatura se kontrolira samo povećanjem / smanjenjem protoka nosača topline.
2. Sustav sadrži jedinice za miješanje, zaobilaznice, stoga je moguća preciznija regulacija temperature rashladne tekućine. Učinkovitost opreme postiže se postavljanjem, na primjer, trokrakih ventila.
3. U sustav je uključen dodatni spremnik, tako da je odmah nakon pokretanja kotla na raspolaganju mala količina tople vode. Potrošač ne mora čekati da se sustav potpuno zagrije, ali opskrba vodom nije velika, a sustav se zagrijava sporije od klasičnog.
4. Unutar spremnika nalazi se jedna zavojnica, kroz koju toplinska energija prolazi od izvora, a već iz zavojnice, rashladna tekućina u spremištu topline se zagrijava. U sustavu ove vrste koriste se različite tekućine za prijenos topline. Možete odabrati one koji se ne mogu miješati zbog nespojivosti kemijskih karakteristika. Kroz zavojnicu možete dovoditi grijanje ili opskrbu toplom vodom, ili će rashladna tekućina iz izvora cirkulirati kroz ovaj krug.
5. U sustav je ugrađen dodatni vanjski izmjenjivač topline. Omogućuje vam održavanje željene temperature u bateriji.
6. Sustav s protočnim krugom tople vode. Optimalno je ako se vruća voda koristi ravnomjerno. Inače se preporučuje kupnja jedinice za pohranu energije s ugrađenim bojlerom.
7. Sustav s jednom zavojnicom s vezom na alternativni izvor energije, poput solarnog kolektora. Zove se dvovalentno. Priključak se izvodi na takav način da kolektor ima vodeću ulogu u zagrijavanju sustava, a kotao se priključuje kada nema dovoljno toplinske energije.
8. Multivalentni sustav, gdje se glavno grijanje izvodi s niskotemperaturnim izvorima, poput solarnog kolektora i dizalice topline s tla. Spojeni su na dnu akumulatora topline. Kotao s visokom temperaturom koristi se kao pomoćni izvor toplinske energije.

U prisutnosti različitih krugova grijanja i izvora toplinske energije, formira se složeni razgranati sustav s mnogo dodatne opreme za regulaciju, senzora, sigurnosnih skupina. Preporuča se povjeriti njegov dizajn profesionalcima, jer će biti potrebni visoko precizni izračuni.

Remenje akumulatora za toplinu

Spremnik mora biti dobro izoliran. Ako se radi o komercijalno dostupnom skladištu topline, mora se procijeniti debljina i kvaliteta vanjske izolacije. Što je topliji izolator bolji i deblji, to će toplina duže ostati. Zbog posebne strukture toplinskog izolatora, akumulator topline radi poput termosice. Debljina toplinske izolacije u visokokvalitetnim modelima je oko 10 cm. Pokriva tijelo obojano bojom otpornom na toplinu. Na vrhu toplinske izolacije nalazi se sloj umjetne kože. Izolacija se provodi samostalno na isti način. Prvo je spremnik obojan bojom koja je otporna na visoke temperature, zatim je izoliran bazaltnom vunom debljine najmanje 150 mm, a vrh je prekriven folijom.