Aansluiting en werkingsprincipe van de warmteaccumulator voor de ketel

In huizen waar geen gas of centrale verwarming is, worden individuele verwarmingssystemen gebruikt, waaronder vaste brandstof en elektrische boilers of zonne-energiesystemen op zonne-energie. Deze systemen hebben een belangrijk nadeel: de ongelijkmatige verwarming van het koelmiddel vanwege de fundamentele kenmerken van de werking of de invloed van externe factoren. Ze kunnen worden geoptimaliseerd met behulp van een warmteaccumulator voor verwarming, die als buffer zal fungeren tussen de warmtebron en de verbruikers.

Doel van de warmteaccumulator

De warmteaccumulator voor verschillende soorten verwarmingsketels is een reservoir van indrukwekkend formaat gevuld met water, waarmee u de problemen kunt oplossen die zich voordoen tijdens de werking van een verwarmingsketel:

• overconsumptie van energie;
• overtollig verwarmingsvermogen;
• oververhitting van water in de ketel;
• periodieke schommelingen in de verwarmingstemperatuur als gevolg van de ongelijkmatigheid van het verbrandingsproces zelf en het vroegtijdig leggen van brandhout, kolen;
• mismatch tussen de pieken van productie en verbruik van warmte-energie.

Sommige problemen kunnen worden opgelost door een pyrolyseketel met een lange brandduur te installeren, maar in het laatste geval zal het niet helpen. De eigenaardigheid van de werking van de ketel is dat nadat de brandstof is geladen, de warmte-energieoutput geleidelijk toeneemt, piekwaarden bereikt en vervolgens ook geleidelijk afneemt. Als u niet op tijd brandstof aan de ketel toevoegt, stopt deze, begint de koelvloeistof af te koelen en daarmee daalt de temperatuur in huis. Tijdens piekwarmteproductie kan het systeem niet alle energie efficiënt verdelen, omdat het is uitgerust met thermostaten, waardoor een deel van de warmte verloren gaat. Als de ketel elektrisch is, is het veel voordeliger om 's nachts warmte op te bouwen, wanneer elektriciteit wordt berekend tegen een preferentieel nachttarief om overdag zo min mogelijk elektriciteit te verbruiken.

De warmteopslagtank voor het verwarmingssysteem is gemaakt van roestvrij of gewoon staal, de binnenkant kan worden gecoat met een beschermende lak. De muren zijn van bovenaf geverfd met hittebestendige verf en vervolgens bedekt met warmte-isolerend materiaal en kunstleer. Wanneer een warmteaccumulator is aangesloten, neemt het volume van de warmtedrager in het verwarmingssysteem toe, wat het mogelijk maakt om het piekvermogen van de ketel te compenseren en tegelijkertijd warmte te accumuleren voor het overbrengen naar de warmtedrager wanneer het vermogen van de warmteopwekking door de ketel daalt. Dankzij hoogwaardige isolatie koelt het water in de warmteaccumulator lang af. Het blijft enkele uren en zelfs dagen verwarmd en wordt door middel van een pomp in het systeem gepompt. Het werkingsprincipe van de warmteaccumulator is gebaseerd op de verschillende warmtecapaciteiten van verschillende media, met name water en lucht. Een temperatuurdaling van 1 liter water met één graad leidt tot een temperatuurstijging van een luchtvolume van 1 m3 met 4 graden.

Als bij het gebruik van vaste brandstof en elektrische ketels de installatie van een warmteaccumulator wenselijk, maar niet noodzakelijk is, dan is de aanwezigheid van een warmteaccumulator in het zonnestelsel een noodzakelijke voorwaarde voor het functioneren, aangezien het onmogelijk is om zonne-energie te verkrijgen in 's avonds en 's nachts, en in de herfst en winter op bewolkte dagen, is het gebruik van het systeem zeer beperkt.

Voors en tegens

Voordelen van het gebruik van een warmteaccumulator:

• Slaat warmte-energie uren en dagen op.
• Oververhitting van de ketel is uitgesloten.
• Thermische energie wordt niet verspild, maar hoopt zich op om in de toekomst te kunnen worden gebruikt, hierdoor neemt het rendement van de ketel en het verwarmingssysteem als geheel toe.
• Hiermee kunt u geld besparen.
• De luchttemperatuur in het pand kan eenvoudig op een optimaal niveau worden gehouden, plotselinge temperatuurschommelingen zijn uitgesloten.
• Regelmatig tanken is niet nodig.
• Naast de vastebrandstofketel kunt u een zonnesysteem installeren, dit is een gratis bron van thermische energie.
• Sommige modellen thermische accumulatoren voor verwarming kunnen de functies van een ketel combineren.

Nadelen van het systeem:

• Lange verwarming - optimale installatie in huizen die bedoeld zijn voor permanente bewoning. In chalets, die in de winter in het weekend worden bezocht, is zo'n apparaat niet handig.
• Hoge kosten - ze kosten ongeveer hetzelfde als een ketel, en soms meer.
• Aanzienlijke afmetingen en gewicht - hierdoor ontstaan ​​bepaalde moeilijkheden tijdens transport en installatie. Bovendien is een warmteaccumulator bedoeld voor verwarming in de directe nabijheid van de ketel geïnstalleerd, daar moet extra apparatuur worden geplaatst, daarom is het vaak nodig om een ​​speciale ruimte toe te wijzen voor de installatie van apparaten en deze op een speciale manier voor te bereiden: rust een steunplatform uit dat bestand is tegen het gewicht van de aandrijving. Gevuld kan de tank 3-4 wegen.
• Een krachtige ketel is vereist - de aankoop van een opslagapparaat is gerechtvaardigd als het vermogen van de ketel niet volledig wordt gebruikt, er is ten minste een dubbele gangreserve, anders zal het apparaat inactief zijn.

Wanneer u met uw eigen handen een warmteaccumulator maakt, kunt u een aanzienlijk bedrag besparen. Het eenvoudigste ontwerp is gemaakt van een roestvrijstalen vat of zelfs een plaat van roestvrij staal met een dikte van minimaal 3 mm. Je hebt ook een koperen buis nodig met een diameter van 3 cm en een lengte van 14 m. Deze wordt in een spiraal gebogen en in de tank geplaatst. Van onderaf maken ze een aanvoer van koud water, van boven een kraan voor warm water, installeren kranen op de kranen. Het is absoluut noodzakelijk om een ​​zelfgemaakte warmteaccumulator voor een ketel op vaste brandstof te isoleren, anders is deze niet effectief. Het is ook noodzakelijk om druk- en temperatuursensoren te installeren.

Als u een cilindrische container niet kunt lassen, kunt u een warmteaccumulator maken voor verwarming in de vorm van een parallellepipedum - het is gemakkelijker om met uw eigen handen een reservoir van deze vorm te maken. De hoeken zijn extra versterkt, van buiten vullen ze de structuur aan met verstijvers - ze zijn op een afstand van 30-35 cm van elkaar gelast. De verhouding van de diameter en hoogte van het apparaat is 1: 3 (4).

Selectiecriteria

Het is noodzakelijk om een ​​warmteaccumulator te selecteren in overeenstemming met nauwkeurige berekeningen, rekening houdend met de parameters van het huisverwarmingssysteem. Naast de berekende waarden wordt echter ook rekening gehouden met de algemene kenmerken van de warmteopslagapparaten.

• Druk van het verwarmingssysteem. Volgens deze parameter moet de warmteaccumulator overeenkomen met het verwarmingssysteem. In ieder geval kan de waarde hoger zijn, maar niet lager. Welke druk het opslagapparaat kan weerstaan, hangt af van de wanddikte, de vorm van de tank en het fabricagemateriaal. Warmteopslagsystemen voor ketels met een capaciteit van meer dan 4 bar hebben een bolle boven- en onderafdekking.
• Het volume van de buffertank. Deze parameter wordt als de belangrijkste beschouwd en ze proberen een capaciteit van een zodanig volume te kiezen dat de schijf alle overtollige warmte kan verzamelen. Maar tegelijkertijd is een onnodig volumineus apparaat niet nodig.
• Buitenafmetingen en gewicht.De problemen met transport en plaatsing van apparatuur moeten worden opgelost, daarom moet alles zorgvuldig worden berekend: of de tank door de deuropening zal gaan, of de overlappingen bestand zijn tegen wanneer de tank volledig met water is gevuld.
• Uitrusten met extra warmtewisselaars. Hiermee kunt u de werking van het systeem verder optimaliseren. Modellen worden geselecteerd op basis van de complexiteit van het hele systeem.
• Mogelijkheid om extra apparaten te installeren. Samen met het batterijklembord zijn extra verwarmingselementen, sensoren en temperatuurregelaars geïnstalleerd. Als alle elementen van het systeem correct zijn geselecteerd, kan het brandstofverbruik worden gehalveerd.

De tanks zijn gemaakt van koolstofstaal of roestvrij staal. Deze laatste zijn duurder en gaan langer mee, en de eerste moet een anti-corrosie coating hebben. Je moet zeker zijn van de kwaliteit ervan.

Berekening van het volume van de buffertank van de ketel

Het volume van de buffertank wordt meestal zo berekend dat tijdens de verbranding van één brandstoflading de warmteaccumulator alle door de ketel gegenereerde warmte vasthoudt. U kunt zelfstandig alleen geschatte berekeningen maken die geen rekening houden met warmteverlies van verwarmingsradiatoren en het effect van de luchttemperatuur in de kamer. De basisformule voor het berekenen van het volume van een warmteaccumulator:

W = k × m × s × Δtwaar

• W - overmatige hoeveelheid warmte;
• m - de massa van de vloeistof;
• van - warmtecapaciteit van de koelvloeistof;
• t - het aantal graden waarmee u de koelvloeistof moet verwarmen;
• k - rendement van de ketel.

Vanaf hier moet u de massa van het koelmiddel berekenen:m = W / (k × s × Δt).

Net zo W wordt gedefinieerd als het verschil tussen de waarden van de energie die door de ketel wordt gegenereerd en wordt besteed aan het verwarmen van het huis, het is ook noodzakelijk om ze te verduidelijken en de tijd van het verbranden van de brandstofinzet. Als het ketelvermogen in het paspoort van het apparaat wordt vermeld, moet het warmte-energieverbruik voor verwarming worden berekend. De uitbrandtijd van de brandstof wordt empirisch bepaald. Laten we zeggen dat het 3 uur is, maar het verwarmen van het huis vereist 10 kW / h. Dit betekent dat het in 3 uur zal worden besteed:10 × 3 = 30 kW.

Warmteproductie door een 22 kW/h ketel is:22 × 3 = 66 kW.

Op basis van de berekeningsresultaten wordt de overtollige warmte:W = 66 - 30 = 36 kW. We vertalen naar watt, we krijgen 36.000 watt.

De formule gebruiken m = W / (k × s × Δt), bepalen we de gewenste waarde van de watermassa. De efficiëntie wordt in het paspoort aangegeven als een percentage. Deze waarde moet worden geconverteerd naar decimaal door te delen door 100. Bijvoorbeeld: 80/100 = 0,8... De warmtecapaciteit van water is: 4,19 kJ / kg × ° С of 1.164 B × h / kg × ° of 1,16 kW / m³ × ° С.

t wordt bepaald door de temperatuur van de aanvoer- en retourleidingen te meten, waarbij de laagste van de grotere waarde wordt afgetrokken. Bijvoorbeeld:Δt = 88 - 58 = 30°C.Op deze manier,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

Om alle overtollige energie van de ketel op te slaan, is een container nodig met een inhoud van minimaal 1.288,7 m3. Geschikt is de Jaspi GTV Teknik 1500 HP warmteaccumulator. Bij bescheidener rekenwaarden kun je je beperken tot een tank van bijvoorbeeld 750 liter.

Diy-verbindingsmethoden en diagrammen diagram

De complexiteit en kenmerken van de aansluiting zijn afhankelijk van het type warmteopslagapparaat. Daarom moet je uitzoeken wat ze zijn.

• Het eenvoudigste ontwerp is een lege tank binnenin. De ketel en verbruikers worden direct aangesloten. Het gebruik is optimaal als in alle circuits hetzelfde koelmiddel wordt gebruikt, de druk in het systeem de toegestane waarden van de opslagtank niet overschrijdt en de temperatuur van het door de ketel aangevoerde koelmiddel de toegestane waarden voor het verwarmingscircuit. Als niet aan de eerste twee vereisten wordt voldaan, moet u bij aansluiting op het systeem extra externe warmtewisselaars gebruiken. In het laatste geval dienen mengaggregaten met driewegkleppen te worden geïnstalleerd.
• Buffertank met een interne warmtewisselaar - een of meer.De warmtewisselaar is een spiraalbuis van koper of roestvrij staal. In een dergelijk opslagmedium wordt het koelmiddel gemengd. De spoel in het onderste deel verwarmt de koelvloeistof, warm water stroomt naar boven als minder dicht. Bovenaan bevindt zich nog een spoel die energie opneemt en naar de verwarmingscircuits brengt. Een apparaat van dit type is optimaal bij het gebruik van verschillende soorten warmtedragers, bij hoge druk en temperatuur van de warmtedrager, waarbij meerdere warmtegeneratoren worden aangesloten.
• Een tank met een doorstroomcircuit voor de warmwatervoorziening. De warmtewisselaar bevindt zich meestal aan de bovenkant van de tank. Het moet gemaakt zijn van metaal dat voldoet aan de vereisten voor voedselwater. De circuits zijn direct aangesloten. Een dergelijk systeem heeft de voorkeur met een gelijkmatige warmwaterstroom.
• Warmteaccumulator met interne boiler. De opslagtank slaat verwarmd water op voor huishoudelijk gebruik. Dit type warmteaccumulator kan eenvoudig worden geïntegreerd in open en gesloten verwarmingssystemen die zijn uitgerust met vaste brandstof, elektrische boilers en zonnecollectoren. Buffertanks van dit type zijn vooral relevant bij het gebruik van elektrische boilers, wanneer het koelmiddel 's nachts wordt verwarmd en overdag water wordt verbruikt. Een boiler van 150 liter is voldoende voor het dagelijkse waterverbruik van een gemiddeld gezin.

Er zijn verschillende uitlaatpijpen voor de warmteaccumulator bedoeld voor het verwarmingssysteem, en deze bevinden zich verticaal langs de tank, omdat er een temperatuurgradiënt is langs de hoogte. Dit wordt gedaan om circuits met verschillende eisen voor de temperatuur van de koelvloeistof aan te kunnen sluiten, om de belasting van de temperatuurregelaars te verminderen. Hierdoor wordt thermische energie zo efficiënt mogelijk gebruikt.

Andere soorten systemen:

1. Het eenvoudigste omsnoeringsschema, waardoor de aanpassingsmogelijkheden worden beperkt. Heet water stijgt op en wordt van het bovenste punt gehaald, na afkoeling gaat het naar beneden en komt het weer in de ketel. Het wordt gebruikt wanneer de druk en temperatuur in de warmtegenerator en verwarmingscircuits hetzelfde zijn. De temperatuur wordt alleen geregeld door het debiet van de warmtedrager te verhogen/verlagen.
2. Het systeem bevat mengunits, bypasses, waardoor een nauwkeurigere regeling van de koelvloeistoftemperatuur mogelijk is. Efficiëntie van de apparatuur wordt bereikt door bijvoorbeeld driewegkleppen te installeren.
3. In het systeem is een extra tank opgenomen, zodat er direct na het starten van de ketel een kleine hoeveelheid warm water beschikbaar is. De consument hoeft niet te wachten tot het systeem volledig is opgewarmd, maar de watervoorraad is niet groot en het systeem warmt langzamer op dan de klassieke.
4. In de buffertank bevindt zich één spoel, waardoor warmte-energie van de bron stroomt, en al van de spoel wordt het koelmiddel in de warmteopslag verwarmd. In een systeem van dit type worden verschillende warmteoverdrachtsvloeistoffen gebruikt. U kunt die kiezen die niet kunnen worden gemengd vanwege de onverenigbaarheid van chemische eigenschappen. Via de spoel kunt u verwarming of warm water leveren, of de koelvloeistof uit de bron circuleert door deze cirkel.
5. In het systeem is een extra externe warmtewisselaar geïnstalleerd. Hiermee kunt u de gewenste temperatuur in de batterij handhaven.
6. Systeem met een stromend warmwatercircuit. Het is optimaal als het warme water gelijkmatig wordt gebruikt. Anders is het aan te raden een energieopslag aan te schaffen met een ingebouwde boiler.
7. Single coil systeem met aansluiting op een alternatieve energiebron zoals een zonnecollector. Het wordt bivalent genoemd. De aansluiting is zo uitgevoerd dat de collector een leidende rol speelt bij het verwarmen van het systeem en de ketel wordt aangesloten wanneer er niet genoeg warmte-energie is.
8. Multivalent systeem, waarbij de hoofdverwarming wordt uitgevoerd door bronnen met een lage temperatuur, zoals een zonnecollector en een bodemwarmtepomp. Ze zijn aangesloten aan de onderkant van de warmteaccumulator. Een hogetemperatuurketel wordt gebruikt als hulpbron voor thermische energie.

In aanwezigheid van verschillende verwarmingscircuits en bronnen van thermische energie, wordt een complex vertakt systeem gevormd met veel extra regelapparatuur, sensoren, veiligheidsgroepen. Het wordt aanbevolen om het ontwerp aan professionals toe te vertrouwen, omdat zeer nauwkeurige berekeningen vereist zijn.

Accumulatorband voor warmte

De container moet goed geïsoleerd zijn. Als het een in de handel verkrijgbare warmteopslag is, moet de dikte en kwaliteit van de externe isolatie worden beoordeeld. Hoe beter en dikker de warmte-isolator, hoe langer de warmte blijft. Door de speciale structuur van de warmte-isolator werkt de warmteaccumulator als een thermoskan. De dikte van thermische isolatie in hoogwaardige modellen is ongeveer 10 cm en bedekt het lichaam dat is geverfd met hittebestendige verf. Bovenop de thermische isolatie zit een laag kunstleer. Isolatie wordt op dezelfde manier uitgevoerd. Eerst wordt de tank geverfd met verf die bestand is tegen hoge temperaturen, vervolgens wordt deze geïsoleerd met basaltwol met een dikte van minimaal 150 mm en wordt de bovenkant bedekt met folie.