בבתים שאין בהם גז או חימום מרכזי משתמשים במערכות חימום בודדות, כולל דלק מוצק ודודי חשמל או מערכות סולאריות המופעלות באמצעות אנרגיה סולארית. למערכות אלו יש חסרון חשוב - החימום הלא אחיד של נוזל הקירור בשל התכונות הבסיסיות של התפקוד או ההשפעה של גורמים חיצוניים. ניתן לבצע אופטימיזציה באמצעות מצבר חום לחימום, שישמש חיץ בין מקור החום לצרכנים.
מטרת מצבר החום
מצבר החום לסוגים שונים של דודי חימום הוא מאגר בגודל מרשים מלא במים, המאפשר לך לפתור את הבעיות המתעוררות במהלך הפעלת דוד חימום:
- צריכת יתר של אנרגיה;
- עודף כוח חימום;
- התחממות יתר של מים בדוד;
- תנודות תקופתיות בטמפרטורת החימום עקב חוסר האחידות בתהליך הבעירה עצמו והנחת ביעילות של עצי הסקה, פחם;
- אי התאמה בין שיאי הייצור והצריכה של אנרגיית החום.
ניתן לפתור כמה בעיות על ידי התקנת דוד פירוליזה בוער לאורך זמן, אך במקרה האחרון זה לא יעזור. המוזרות של פעולת הדוד היא שלאחר העמסת הדלק, תפוקת אנרגיית החום עולה בהדרגה, מגיעה לערכי שיא, ואז גם פוחתת בהדרגה. אם לא מוסיפים דלק לדוד בזמן, הוא נעצר, נוזל הקירור מתחיל להתקרר, ועם זה הטמפרטורה בבית יורדת. במהלך ייצור חום שיא, המערכת אינה מסוגלת להפיץ ביעילות את כל האנרגיה, מכיוון שהיא מצוידת בתרמוסטטים, ולכן חלק מהחום מתבזבז. אם הדוד חשמלי, הרבה יותר משתלם לצבור חום בלילה, כאשר החשמל מחושב בקצב לילה מועדף על מנת לצרוך כמה שפחות חשמל במהלך היום.
מיכל אחסון החום למערכת החימום עשוי נירוסטה או פלדה רגילה, החלק הפנימי יכול להיות מצופה בלכה מגן. הקירות צבועים מלמעלה בצבע עמיד לחום, ואז מכוסים בחומר בידוד חום ועור עור. למעשה, כאשר מחובר מצבר חום, נפח נושא החום במערכת החימום עולה, מה שמאפשר לפצות על עוצמת השיא של הדוד ובמקביל לצבור חום להעברתו למוביל החום. כאשר כוח ייצור החום על ידי הדוד צונח. הודות לבידוד איכותי, המים במצבר החום מתקררים לאורך זמן. הוא נשאר חם למשך מספר שעות ואפילו ימים ונשאב למערכת באמצעות משאבה. עקרון הפעולה של מצבר החום מבוסס על קיבולת החום השונה של אמצעי התקשורת השונים, בפרט מים ואוויר. ירידה בטמפרטורה של 1 ליטר מים במעלה אחת מובילה לעלייה בטמפרטורה של נפח אוויר של 1 מ"ק ב -4 מעלות.
אם בעת שימוש בדלק מוצק ובדודים חשמליים רצוי להתקין מצבר חום, אך אינו הכרחי, הימצאות מצבר חום במערכת השמש היא תנאי הכרחי להפעלה, מכיוון שאי אפשר להשיג אנרגיה סולארית בערב ובלילה, והשימוש במערכת מוגבל מאוד בסתיו ובחורף בימים מעוננים.
יתרונות וחסרונות
היתרונות של שימוש במצבר חום:
- מאחסן אנרגיית חום במשך שעות וימים.
- התחממות יתר של הדוד אינה כלולה.
- אנרגיה תרמית אינה מבוזבזת, אלא מצטברת על מנת שתשתמש בה בעתיד, בשל כך, יעילות הדוד ומערכת החימום בכללותה עולה.
- מאפשר לך לחסוך כסף.
- טמפרטורת האוויר במקום נשמרת בקלות ברמה אופטימלית, תנודות טמפרטורה פתאומיות אינן נכללות.
- אין צורך בתדלוק תכוף.
- בנוסף לדוד הדלק המוצק, ניתן להתקין מערכת סולארית המהווה מקור אנרגיה תרמית חופשי.
- דגמים מסוימים של מצברים תרמיים לחימום יכולים לשלב את הפונקציות של דוד.
חסרונות המערכת:
- חימום ארוך - התקנה אופטימלית בבתים המיועדים למגורי קבע. בקוטג'ים כפריים, בהם מבקרים בחורף בסופי שבוע, מכשיר כזה לא יהיה שימושי.
- עלות גבוהה - הם עולים בערך כמו דוד, ולפעמים יותר.
- מידות ומשקל משמעותיים - בגלל זה נוצרים קשיים מסוימים במהלך ההובלה וההתקנה. בנוסף, מותקן מצבר חום המיועד לחימום בסביבה הקרובה של הדוד, יש לאתר שם ציוד נוסף, ולכן לעיתים קרובות יש צורך להקצות חדר מיוחד להתקנת מכשירים ולהכין אותו בצורה מיוחדת: הצטיידו בפלטפורמת תמיכה שתעמוד במשקל הכונן. כאשר הוא מלא, המיכל יכול לשקול 3-4.
- נדרש דוד בעל הספק גבוה - רכישה של מכשיר אחסון מוצדקת אם כוח הדוד אינו מנוצל במלואו, יש לפחות מאגר כוח כפול, אחרת המכשיר יהיה סרק.
בעת הכנת מצבר חום במו ידיכם תוכלו לחסוך סכום משמעותי. העיצוב הפשוט ביותר עשוי מחבית נירוסטה או אפילו יריעת נירוסטה בעובי של 3 מ"מ לפחות. תזדקק גם לצינור נחושת בקוטר 3 ס"מ ואורכו 14 מ '. הוא מכופף לספירלה ומונח בתוך המיכל. מלמטה הם מספקים אספקת מים קרים, מלמעלה ברז למים חמים, מתקינים פקקי עצירה על הברזים. חובה לבודד מצבר חום מתוצרת עצמית לדוד דלק מוצק, אחרת זה לא יהיה יעיל. כמו כן יש צורך להתקין חיישני לחץ וטמפרטורה.
אם אתה לא יכול לרתך מיכל גלילי, אתה יכול ליצור מצבר חום לחימום בצורת parallelepiped - קל יותר להכין מאגר של צורה זו במו ידיך. הפינות מחוזקות בנוסף, מבחוץ הן משלימות את המבנה בקשיחות - הן מרותכות במרחק של 30-35 ס"מ אחת מהשנייה. היחס בין קוטר וגובה המכשיר הוא 1: 3 (4).
קריטריונים לבחירה
יש צורך לבחור מצבר חום בהתאם לחישובים מדויקים, תוך התחשבות בפרמטרים של מערכת החימום הביתית. עם זאת, בנוסף לערכים המחושבים, המאפיינים הכלליים של התקני אחסון החום נלקחים בחשבון.
- לחץ מערכת חימום. על פי פרמטר זה, על מצבר החום להתאים למערכת החימום. בכל מקרה הערך יכול להיות גבוה יותר, אך לא נמוך יותר. לאיזה לחץ יכול מכשיר האחסון לעמוד תלוי בעובי הקיר, בצורת המיכל ובחומר הייצור. מצברי חום לדודים בנפח של יותר מ- 4 בר מכסים עליון ותחתון קמור.
- נפח מיכל החיץ. פרמטר זה נחשב לחשוב ביותר והם מנסים לבחור קיבולת של נפח כזה כדי שהכונן יוכל לצבור את כל עודפי החום. אך יחד עם זאת, אין צורך במכשיר בעל נפח מיותר.
- מידות ומשקל חיצוניים.נושאי ההובלה והצבת הציוד יצטרכו להיפתר, ולכן יש לחשב הכל בקפידה: האם המיכל יעבור בפתח, האם החפיפה תעמוד כאשר המכל מלא לחלוטין במים.
- הצטיידות במחליפי חום נוספים. הם מאפשרים לך לייעל עוד יותר את תפקוד המערכת. הדגמים נבחרים על פי מורכבות המערכת כולה.
- אפשרות להתקנת מכשירים נוספים. יחד עם לוח הסוללות מותקנים גופי חימום נוספים, חיישנים ובקרי טמפרטורה. אם כל מרכיבי המערכת נבחרים כהלכה, ניתן לצמצם את צריכת הדלק בחצי.
המכלים עשויים פלדת פחמן או נירוסטה. האחרונים יקרים יותר ונמשכים זמן רב יותר, ועל הראשונים להיות בעלי ציפוי נגד קורוזיה. עליכם לוודא את איכותו.
חישוב נפח מיכל החיץ של הדוד
על פי חישובים, על מצבר החום להכניס את כל האנרגיה מעומס דלק אחד לדוד.
נפח מיכל החיץ מחושב בדרך כלל באופן שבמהלך הבעירה של עומס דלק אחד, מצבר החום שומר על כל החום שנוצר מהדוד. אתה יכול לבצע באופן עצמאי רק חישובים משוערים שלא לוקחים בחשבון את אובדן החום מרדיאטורי החימום ואת ההשפעה של טמפרטורת האוויר בחדר. הנוסחה הבסיסית לחישוב נפח מצבר חום:
W = k × m × s × Δtאיפה
- W - כמות חום מוגזמת;
- M - מסת הנוזל;
- מ - קיבולת החום של נוזל הקירור;
- Δt - מספר המעלות בהן אתה צריך לחמם את נוזל הקירור;
- k - יעילות הדוד.
מכאן עליכם לחשב את מסת נוזל הקירור:m = W / (k × s × Δt).
כפי ש W מוגדר כהפרש בין ערכי האנרגיה שיוצר הדוד המושקע בחימום הבית; כמו כן יש צורך להבהיר אותם ולזמן שריפת מילוי הדלק. אם כוח הדוד ניתן בדרכון המכשיר, יש לחשב את צריכת אנרגיית החום לחימום. זמן שריפת הדלק נקבע באופן אמפירי. נניח שזה 3 שעות, אבל חימום הבית דורש 10 קילוואט לשעה. המשמעות היא שבעוד 3 שעות היא תושקע:10 × 3 = 30 קילוואט.
ייצור חום על ידי דוד 22 קילוואט לשעה הוא:22 × 3 = 66 קילוואט.
בהתבסס על תוצאות החישוב, עודף החום יהיה:W = 66 - 30 = 36 קילוואט. אנחנו מתרגמים לוואט, מקבלים 36,000 וואט.
באמצעות הנוסחה m = W / (k × s × Δt)אנו קובעים את הערך הרצוי של מסת המים. היעילות מצוינת בדרכון באחוזים. יש להמיר ערך זה לעשרוני על ידי חלוקה של 100. לדוגמה, 80/100 = 0,8... קיבולת החום של מים היא 4.19 kJ / ק"ג × ° С אוֹ 1.164 W × h / kg × ° С אוֹ 1.16 קילוואט / מ"ר × × ° С.
Δt נקבע על ידי מדידת הטמפרטורה של צינורות האספקה והחזרה, הפחתת התחתון מהערך הגדול יותר. לדוגמה:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.בדרך זו,m = 36000 / (0.8 × 1.164 × 30) = 1 288.7 ק"ג.
כדי לאגור את כל האנרגיה העודפת שמייצר הדוד, יידרש מיכל בנפח של לפחות 1,288.7 מ"ק. מצבר החום Jaspi GTV Teknik 1500 HP מתאים. עם ערכי חישוב צנועים יותר, אתה יכול להגביל את עצמך למיכל, למשל, 750 ליטר.
שיטות ודיאגרמות חיבור DIY
המורכבות ותכונות החיבור תלויות בסוג התקן לאחסון החום. לכן, עליך להבין מה הם.
- העיצוב הפשוט ביותר הוא מיכל ריק בתוכו. הדוד והצרכנים מחוברים ישירות. השימוש הוא אופטימלי אם משתמשים באותו נוזל קירור בכל המעגלים, הלחץ במערכת אינו עולה על הערכים המותרים של מיכל האחסון וטמפרטורת נוזל הקירור המסופק מהדוד אינה עולה על הערכים המותרים עבור את מעגל החימום. אם לא מתקיימות שתי הדרישות הראשונות, בעת חיבור למערכת, עליך להשתמש במחליפי חום חיצוניים נוספים. במקרה האחרון, יש להתקין מכלולי ערבוב עם שסתומים תלת כיווניים.
- מיכל חיץ עם מחליף חום פנימי - אחד או יותר.מחליף החום הוא צינור ספירלה העשוי נחושת או נירוסטה. במדיום אחסון כזה מערבבים את נוזל הקירור. הסליל, הממוקם בחלק התחתון, מחמם את נוזל הקירור, מים חמים ממהרים כלפי מעלה כפחות צפופים. בחלק העליון נמצא סליל נוסף שלוקח אנרגיה ומביא אותה למעגלי החימום. מכשיר מסוג זה אופטימלי כאשר משתמשים בסוגים שונים של נושאי חום, בלחץ ובטמפרטורה גבוהים של נושא החום, ומחברים מספר מחוללי חום.
- מיכל עם מעגל זרימה לאספקת מים חמים. מחליף החום ממוקם בעיקר בחלקו העליון של המיכל. עליו להיות עשוי מתכת העונה על דרישות מי המזון. המעגלים מחוברים ישירות. מערכת כזו עדיפה עם זרימה אחידה של מים חמים.
- מצבר חום עם דוד פנימי. מיכל האחסון מאחסן מים מחוממים לצריכה ביתית. סוג זה של מצבר חום יכול להשתלב בקלות במערכות חימום פתוחות וסגורות המצוידות בדלק מוצק, דודי חשמל וקולטי שמש. מיכלי חיץ מסוג זה רלוונטיים במיוחד בשימוש בדודים חשמליים, כאשר מחממים את נוזל הקירור בלילה ומים נצרכים במהלך היום. דוד של 150 ליטר מספיק לצריכת מים יומית של משפחה ממוצעת.
ישנם מספר צינורות מוצא לצבר החום המיועד למערכת החימום, והם ממוקמים לאורך המיכל אנכית, מכיוון שיש שיפוע טמפרטורה לאורך הגובה. זה נעשה על מנת להיות מסוגל לחבר מעגלים עם דרישות שונות לטמפרטורת נוזל הקירור, כדי להפחית את העומס על בקרי הטמפרטורה. כתוצאה מכך משתמשים באנרגיה תרמית בצורה יעילה ככל האפשר.
סוגים אחרים של מערכות:
- תכנית הרצועות הפשוטה ביותר, המגבילה את אפשרויות ההסתגלות. מים חמים עולים ונלקחים מהנקודה העליונה, לאחר התקררותם הם יורדים ושוב נכנסים לדוד. משתמשים בו כאשר הלחץ והטמפרטורה בגנרטור החום ובמעגלי החימום זהים. הטמפרטורה נשלטת רק על ידי הגדלת / הקטנת זרימת נושאת החום.
- המערכת מכילה יחידות ערבוב, עוקף, ולכן ניתן לבצע ויסות מדויק יותר של טמפרטורת נוזל הקירור. יעילות הציוד מושגת על ידי התקנת, למשל, שסתומים תלת כיווניים.
- מיכל נוסף כלול במערכת, כך שיש כמות קטנה של מים חמים מיד לאחר הפעלת הדוד. הצרכן לא צריך לחכות שהמערכת תחמם לחלוטין, אך אספקת המים אינה גדולה, והמערכת מתחממת לאט יותר מזו הקלאסית.
- בתוך מיכל החיץ יש סליל אחד, שדרכו עוברת אנרגיית חום מהמקור, וכבר מהסליל מחממים את נוזל הקירור במאגר החום. במערכת מסוג זה משתמשים בנוזלי העברת חום שונים. אתה יכול לבחור כאלה שלא ניתן לערבב בגלל אי התאמה של מאפיינים כימיים. דרך הסליל, אתה יכול לספק חימום או אספקת מים חמים, או נוזל הקירור מהמקור יסתובב דרך מעגל זה.
- מחליף חום חיצוני נוסף מותקן במערכת. זה מאפשר לך לשמור על הטמפרטורה הרצויה בסוללה.
- מערכת עם מעגל מים חמים זורמים. זה מיטבי אם משתמשים במים החמים באופן שווה. אחרת, מומלץ לרכוש יחידת אחסון אנרגיה עם דוד מובנה.
- מערכת סליל יחיד עם חיבור למקור אנרגיה חלופי כגון קולט שמש. קוראים לזה דו-ערכי. החיבור מתבצע בצורה כזו שהקולט ממלא תפקיד מוביל בחימום המערכת, והדוד מחובר כשאין מספיק אנרגיית חום.
- מערכת רב-ערכית, בה החימום הראשי מתבצע על ידי מקורות טמפרטורה נמוכה, כגון קולט שמש ומשאבת חום מקורית. הם מחוברים בתחתית מצבר החום. דוד בטמפרטורה גבוהה משמש כמקור עזר לאנרגיה תרמית.
בנוכחות מעגלי חימום שונים ומקורות אנרגיה תרמית, נוצרת מערכת מסועפת מורכבת עם ציוד ויסות נוסף, חיישנים וקבוצות בטיחות רבות נוספות. מומלץ להפקיד את תכנונו בידי אנשי מקצוע, שכן יידרש חישוב ברמת דיוק גבוהה.
מצבר חסון לחום
המכולה חייבת להיות מבודדת היטב. אם מדובר במכשיר לאחסון חום זמין מסחרית, יש להעריך את עובי ואיכות הבידוד החיצוני. ככל שמבודד החום טוב ועבה יותר, כך החום יישאר זמן רב יותר. בשל המבנה המיוחד של מבודד החום, מצבר החום עובד כמו תרמוס. עובי הבידוד התרמי בדגמים איכותיים הוא כ -10 ס"מ. הוא מכסה את הגוף הצבוע בצבע עמיד בחום. על גבי הבידוד התרמי שכבת עור. בידוד מתבצע בכוחות עצמו באותו אופן. ראשית, המכל נצבע בצבע העמיד בפני טמפרטורות גבוהות, ואז הוא מבודד בצמר בזלת בעובי של 150 מ"מ לפחות, והחלק העליון מכוסה בנייר כסף.
