Kazan için ısı akümülatörünün bağlantısı ve çalışma prensibi

Gaz veya merkezi ısıtmanın olmadığı evlerde, katı yakıtlı ve elektrikli kazanlar veya güneş enerjisiyle çalışan güneş enerjisi sistemleri dahil olmak üzere bireysel ısıtma sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemlerin önemli bir dezavantajı vardır - işleyişin temel özellikleri veya dış faktörlerin etkisi nedeniyle soğutucunun dengesiz ısınması. Isı kaynağı ve tüketiciler arasında bir tampon görevi görecek olan ısıtma için bir ısı akümülatörü kullanılarak optimize edilebilirler.

Isı akümülatörünün amacı

Çeşitli ısıtma kazanları türleri için ısı akümülatörü, bir ısıtma kazanının çalışması sırasında ortaya çıkan sorunları çözmenize olanak tanıyan, suyla dolu etkileyici boyutta bir rezervuardır:

• aşırı enerji tüketimi;
• aşırı ısıtma gücü;
• kazandaki suyun aşırı ısınması;
• yanma işleminin düzensizliği ve yakacak odun, kömürün zamansız döşenmesi nedeniyle ısıtma sıcaklığındaki periyodik dalgalanmalar;
• üretim ve ısı enerjisi tüketiminin zirveleri arasındaki uyumsuzluk.

Bazı problemler uzun süre yanan bir piroliz kazanı takılarak çözülebilir, ancak ikinci durumda yardımcı olmaz. Kazan çalışmasının özelliği, yakıt yüklendikten sonra, ısı enerjisi çıkışının kademeli olarak artması, tepe değerlere ulaşması ve ardından kademeli olarak azalmasıdır. Kazana zamanında yakıt eklemezseniz durur, soğutma suyu soğumaya başlar ve bununla birlikte evdeki sıcaklık düşer. Pik ısı üretimi sırasında, sistem termostatlarla donatıldığından tüm enerjiyi verimli bir şekilde dağıtamaz, bu nedenle ısının bir kısmı boşa harcanır. Kazan elektrikli ise, gün boyunca mümkün olduğunca az elektrik tüketmek için elektrik tercihli bir gece ücreti üzerinden hesaplandığında, geceleri ısı biriktirmek çok daha karlı olur.

Isıtma sistemi için ısı depolama tankı paslanmaz veya normal çelikten yapılmıştır, iç kısmı koruyucu vernik ile kaplanabilir. Duvarlar ısıya dayanıklı boya ile yukarıdan boyanır, ardından ısı yalıtım malzemesi ve suni deri ile kaplanır. Aslında, bir ısı akümülatörü bağlandığında, ısıtma sistemindeki ısı taşıyıcının hacmi artar, bu da kazanın tepe gücünü telafi etmeyi ve aynı zamanda ısı taşıyıcıya aktarmak için ısı biriktirmeyi mümkün kılar. kazan tarafından ısı üretiminin gücü düştüğünde. Yüksek kaliteli izolasyon sayesinde ısı akümülatöründeki su uzun süre soğur. Birkaç saat hatta günlerce sıcak kalır ve bir pompa vasıtasıyla sisteme pompalanır. Isı akümülatörünün çalışma prensibi, çeşitli ortamların, özellikle su ve havanın farklı ısı kapasitelerine dayanmaktadır. 1 litre suyun sıcaklığında bir derece azalma, 1 m3 hava hacminin sıcaklığında 4 derece artışa yol açar.

Katı yakıtlı ve elektrikli kazanlar kullanılırken, bir ısı akümülatörünün kurulması isteniyorsa, ancak gerekli değilse, güneş enerjisi elde etmek imkansız olduğundan, güneş sisteminde bir ısı akümülatörünün varlığı çalışma için gerekli bir koşuldur akşam ve gece, sonbahar ve kış aylarında ise bulutlu günlerde sistemin kullanımı çok sınırlıdır.

Lehte ve aleyhte olanlar

Bir ısı akümülatörü kullanmanın artıları:

• Isı enerjisini saatlerce ve günlerce depolar.
• Kazanın aşırı ısınması hariçtir.
• Termal enerji boşa harcanmaz, ancak gelecekte kullanılmak üzere birikir, bu nedenle kazanın ve bir bütün olarak ısıtma sisteminin verimliliği artar.
• Paradan tasarruf etmenizi sağlar.
• Tesislerdeki hava sıcaklığı kolayca optimum seviyede tutulur, ani sıcaklık dalgalanmaları hariç tutulur.
• Sık sık yakıt ikmali yapmaya gerek yoktur.
• Katı yakıtlı kazana ek olarak, ücretsiz bir termal enerji kaynağı olan bir güneş enerjisi sistemi kurabilirsiniz.
• Isıtma için bazı termal akü modelleri, bir kazanın işlevlerini birleştirebilir.

Sistemin dezavantajları:

• Uzun ısıtma - daimi ikamet amaçlı evlerde en uygun kurulum. Hafta sonları kışın ziyaret edilen kır evlerinde böyle bir cihaz kullanışlı olmayacaktır.
• Yüksek maliyet - bir kazan ile yaklaşık olarak aynı ve bazen daha pahalıya mal olurlar.
• Önemli boyutlar ve ağırlık - bu nedenle nakliye ve kurulum sırasında bazı zorluklar ortaya çıkar. Ek olarak, kazanın yakın çevresine ısıtma amaçlı bir ısı akümülatörü kurulur, oraya ek ekipman yerleştirilmelidir, bu nedenle, cihazların montajı için genellikle özel bir oda tahsis etmek ve özel bir şekilde hazırlamak gerekir: sürücünün ağırlığına dayanabilecek bir destek platformu donatın. Doldurulduğunda, tank 3-4 ağırlığında olabilir.
• Yüksek güçlü bir kazan gereklidir - kazanın gücü tam olarak kullanılmazsa, bir depolama cihazının satın alınması haklıdır, en az çift güç rezervi vardır, aksi takdirde cihaz boşta kalır.

Kendi elinizle bir ısı akümülatörü yaparken, önemli miktarda tasarruf edebileceksiniz. En basit tasarım, paslanmaz çelik bir fıçıdan veya hatta en az 3 mm kalınlığında bir paslanmaz çelik sacdan yapılmıştır. Ayrıca 3 cm çapında ve 14 m uzunluğunda bir bakır boruya ihtiyacınız olacak, spiral şeklinde bükülmüş ve tankın içine yerleştirilmiş. Alttan soğuk su sağlıyorlar, yukarıdan sıcak su için bir musluk, musluklara stopcocks takıyorlar. Katı yakıtlı bir kazan için kendi kendine yapılan bir ısı akümülatörünün yalıtılması zorunludur, aksi takdirde etkisiz olacaktır. Ayrıca basınç ve sıcaklık sensörlerinin takılması da gereklidir.

Silindirik bir kabı kaynak yapamıyorsanız, paralel boru şeklinde ısıtma için bir ısı akümülatörü yapabilirsiniz - bu şekilde bir rezervuarı kendi ellerinizle yapmak daha kolaydır. Köşeler ayrıca takviye edilmiştir, dışarıdan yapıyı takviyelerle tamamlarlar - birbirlerinden 30-35 cm mesafede kaynaklanırlar. Cihazın çap ve yükseklik oranı 1: 3 (4)'tür.

Seçim kriterleri

Ev ısıtma sisteminin parametrelerini dikkate alarak doğru hesaplamalara göre bir ısı akümülatörü seçmek gerekir. Ancak hesaplanan değerlere ek olarak ısı depolama cihazlarının genel özellikleri de dikkate alınmaktadır.

• Isıtma sistemi basıncı. Bu parametreye göre ısı akümülatörü ısıtma sistemine uygun olmalıdır. Her durumda, değer daha yüksek olabilir, ancak daha düşük olamaz. Depolama cihazının hangi basınca dayanabileceği, duvar kalınlığına, tankın şekline ve üretim malzemesine bağlıdır. 4 bar'dan fazla kapasiteye sahip kazanlar için ısı akümülatörleri, dışbükey bir üst ve alt kapağa sahiptir.
• Tampon tankının hacmi. Bu parametre en önemli olarak kabul edilir ve sürücünün tüm aşırı ısıyı biriktirebilmesi için böyle bir hacmin kapasitesini seçmeye çalışırlar. Ancak aynı zamanda gereksiz yere hacimli bir cihaza da ihtiyaç yoktur.
• Dış boyutlar ve ağırlık.Nakliye ve ekipmanın yerleştirilmesi sorunlarının çözülmesi gerekecek, bu nedenle her şey dikkatlice hesaplanmalıdır: tankın kapıdan geçip geçmeyeceği, tank tamamen suyla dolduğunda örtüşmelerin dayanıp dayanmayacağı.
• Ek ısı eşanjörleri ile donatma. Sistemin işleyişini daha da optimize etmenize izin verirler. Modeller, tüm sistemin karmaşıklığına göre seçilir.
• Ek cihazlar kurma imkanı. Pil panosu ile birlikte ek ısıtma elemanları, sensörler ve sıcaklık kontrolörleri kurulur. Sistemin tüm elemanları doğru seçilirse yakıt tüketimi yarı yarıya azaltılabilir.

Tanklar karbon çeliği veya paslanmaz çelikten imal edilmiştir. İkincisi daha pahalıdır ve daha uzun ömürlüdür ve birincisi korozyon önleyici bir kaplamaya sahip olmalıdır. Kalitesinden emin olmalısınız.

Kazanın tampon tankının hacminin hesaplanması

Tampon tankının hacmi genellikle, bir yakıt yükünün yanması sırasında, ısı akümülatörü, kazan tarafından üretilen tüm ısıyı tutacak şekilde hesaplanır. Isıtma radyatörlerinden kaynaklanan ısı kaybını ve odadaki hava sıcaklığının etkisini dikkate almayan yalnızca yaklaşık hesaplamaları bağımsız olarak yapabilirsiniz. Bir ısı akümülatörünün hacmini hesaplamak için temel formül:

W = k × m × s × Δtnerede

• W - aşırı miktarda ısı;
• m - sıvının kütlesi;
• itibaren - soğutucunun ısı kapasitesi;
• Δt - soğutucuyu ısıtmanız gereken derece sayısı;
• k - kazan verimliliği.

Buradan soğutucunun kütlesini hesaplamanız gerekir:m = W / (k × s × Δt).

Gibi W kazan tarafından üretilen ve evin ısıtılması için harcanan enerjinin değerleri arasındaki fark olarak tanımlanır; ayrıca bunların netleştirilmesi ve yakıt dolumunun yanma süresi de gereklidir. Cihazın pasaportunda kazan gücü verilmiş ise ısıtma için ısı enerjisi tüketimi hesaplanmalıdır. Yakıt yanma süresi ampirik olarak belirlenir. Diyelim ki 3 saat ama evi ısıtmak için 10 kW/h gerekiyor. Bu, 3 saat içinde harcanacağı anlamına gelir:10 × 3 = 30 kW.

22 kW / h kazan tarafından ısı üretimi:22 × 3 = 66 kW.

Hesaplama sonuçlarına göre, fazla ısı şöyle olacaktır:G = 66 - 30 = 36 kW. Watt'a çeviriyoruz, 36.000 watt alıyoruz.

formülü kullanma m = W / (k × s × Δt), su kütlesinin istenen değerini belirleriz. Verimlilik pasaportta yüzde olarak belirtilir. Bu değer 100'e bölünerek ondalık sayıya dönüştürülmelidir. Örneğin, 80/100 = 0,8... Suyun ısı kapasitesi, 4.19 kJ / kg × ° С veya 1.164 W × h / kg × ° С veya 1.16 kW / m³ × ° С.

Δt besleme ve dönüş borularının sıcaklığı ölçülerek, büyük değerden küçük değer çıkarılarak belirlenir. Örneğin:Δt = 88 - 58 = 30 ° CBöylece,m = 36000 / (0.8 × 1.164 × 30) = 1 288.7 kg.

Kazan tarafından üretilen tüm fazla enerjiyi depolamak için en az 1.288.7 m3 hacimli bir konteyner gerekecektir. Jaspi GTV Teknik 1500 HP ısı akümülatörü uygundur. Daha mütevazı hesaplama değerleriyle kendinizi bir depoyla, örneğin 750 litreyle sınırlayabilirsiniz.

Diy bağlantı yöntemleri ve şemaları

Bağlantının karmaşıklığı ve özellikleri, ısı depolama cihazının tipine bağlıdır. Bu nedenle, bunların ne olduğunu anlamalısınız.

• En basit tasarım, içindeki boş bir tanktır. Kazan ve tüketiciler doğrudan bağlantılıdır. Tüm devrelerde aynı soğutucu kullanılması, sistemdeki basıncın depolama tankının izin verilen değerlerini aşmaması ve kazandan sağlanan soğutma sıvısının sıcaklığının izin verilen değerleri aşmaması durumunda kullanım optimaldir. ısıtma devresi. İlk iki gereksinim karşılanmıyorsa sisteme bağlanırken ek harici ısı eşanjörleri kullanmanız gerekir. İkinci durumda, üç yollu vanalı karıştırma tertibatları kurulmalıdır.
• Dahili ısı eşanjörlü tampon tankı - bir veya daha fazla.Isı eşanjörü, bakır veya paslanmaz çelikten yapılmış spiral bir borudur. Böyle bir depolama ortamında, soğutucu karıştırılır. Alt kısımda bulunan serpantin, soğutucuyu ısıtır, sıcak su daha az yoğun olarak yukarı doğru akar. En üstte, enerjiyi alıp ısıtma devrelerine veren başka bir bobin var. Bu tip bir cihaz, birkaç ısı üreticisini birbirine bağlayan, ısı taşıyıcının yüksek basıncı ve sıcaklığında farklı tipte ısı taşıyıcıları kullanırken en uygunudur.
• Sıcak su temini için akış devresi olan bir tank. Isı eşanjörü çoğunlukla tankın üst kısmında bulunur. Gıda suyu gereksinimlerini karşılayan metalden yapılmış olmalıdır. Devreler doğrudan bağlanır. Böyle bir sistem, homojen bir sıcak su akışı ile tercih edilir.
• Dahili kazanlı ısı akümülatörü. Depolama tankı, evsel tüketim için ısıtılmış suyu depolar. Bu tip ısı akümülatörü katı yakıtlı, elektrikli kazanlı ve güneş kollektörlü açık ve kapalı ısıtma sistemlerine kolaylıkla entegre edilebilir. Bu tip tampon tanklar, özellikle elektrikli kazanlar kullanıldığında, soğutma sıvısı gece ısıtıldığında ve gün boyunca su tüketildiğinde geçerlidir. Ortalama bir ailenin günlük su tüketimi için 150 litrelik bir boyler yeterlidir.

Isıtma sistemine yönelik ısı akümülatörü için birkaç çıkış borusu vardır ve yükseklik boyunca bir sıcaklık gradyanı olduğu için tank boyunca dikey olarak bulunurlar. Bu, soğutma sıvısının sıcaklığı için farklı gereksinimlere sahip devreleri bağlayabilmek, sıcaklık kontrolörleri üzerindeki yükü azaltmak için yapılır. Sonuç olarak, termal enerji mümkün olduğunca verimli kullanılır.

Diğer sistem türleri:

1. Ayarlama olanaklarını sınırlayan en basit çemberleme şeması. Sıcak su yükselir ve üst noktadan alınır, soğuduktan sonra aşağı iner ve tekrar kazana girer. Isı üreticisi ve ısıtma devrelerindeki basınç ve sıcaklık aynı olduğunda kullanılır. Sıcaklık sadece ısı taşıyıcı akışını artırarak / azaltarak kontrol edilir.
2. Sistem, karıştırma üniteleri içerir, baypas eder, bu nedenle soğutucu sıcaklığının daha doğru bir şekilde düzenlenmesi mümkündür. Ekipman verimliliği, örneğin üç yollu vanalar takılarak elde edilir.
3. Sisteme ilave bir tank dahil edilmiştir, böylece kazan çalıştırıldıktan hemen sonra az miktarda sıcak su kullanılabilir. Tüketici, sistemin tamamen ısınmasını beklemek zorunda değildir, ancak su kaynağı büyük değildir ve sistem klasik olandan daha yavaş ısınır.
4. Tampon tankın içinde, içinden ısı enerjisinin kaynaktan geçtiği bir bobin vardır ve zaten bobinden ısı deposundaki soğutucu ısıtılır. Bu tip bir sistemde farklı ısı transfer akışkanları kullanılmaktadır. Kimyasal özelliklerin uyumsuzluğu nedeniyle karıştırılamayanları seçebilirsiniz. Bobin aracılığıyla ısıtma veya sıcak su temini sağlayabilirsiniz veya kaynaktan gelen soğutma sıvısı bu daire içinde dolaşacaktır.
5. Sisteme ek bir harici ısı eşanjörü monte edilmiştir. Bataryada istenilen sıcaklığı korumanızı sağlar.
6. Akan sıcak su devresine sahip sistem. Sıcak suyun eşit şekilde kullanılması optimaldir. Aksi takdirde, dahili kazanlı bir enerji depolama ünitesi satın almanız önerilir.
7. Güneş kollektörü gibi alternatif bir enerji kaynağına bağlantılı tek bobin sistemi. Bivalan denir. Bağlantı, sistemin ısıtılmasında kollektör öncü rol oynayacak şekilde yapılır ve yeterli ısı enerjisi olmadığında kazan bağlanır.
8. Ana ısıtmanın güneş kollektörü ve toprak kaynaklı ısı pompası gibi düşük sıcaklık kaynakları ile gerçekleştirildiği çok değerlikli sistem. Isı akümülatörünün altına bağlanırlar. Yardımcı bir termal enerji kaynağı olarak yüksek sıcaklıklı bir kazan kullanılır.

Çeşitli ısıtma devrelerinin ve termal enerji kaynaklarının mevcudiyetinde, birçok ek düzenleme ekipmanı, sensörler, güvenlik grupları ile karmaşık bir dallı sistem oluşturulur. Yüksek hassasiyetli hesaplamalar gerekeceğinden, tasarımını profesyonellere emanet etmeniz önerilir.

Isı için akümülatör çemberleme

Konteyner iyi yalıtılmalıdır. Ticari olarak temin edilebilen bir ısı depolama cihazı ise, dış yalıtımın kalınlığı ve kalitesi değerlendirilmelidir. Isı yalıtkanı ne kadar iyi ve kalın olursa, ısı o kadar uzun süre kalır. Isı yalıtkanının özel yapısı sayesinde ısı akümülatörü bir termos gibi çalışır. Kaliteli modellerde ısı yalıtım kalınlığı yaklaşık 10 cm olup ısıya dayanıklı boya ile boyanmış gövdeyi kaplamaktadır. Isı yalıtımının üstünde bir deri tabakası vardır. Yalıtım aynı şekilde kendi başına gerçekleştirilir. Tank önce yüksek ısıya dayanıklı boya ile boyanır, ardından en az 150 mm kalınlığında bazalt yün ile yalıtılır ve üzeri folyo ile kaplanır.