100% КПД не бывает. Законы физики просто не дают ни единого шанса на такой результат. А очень жаль, согласитесь. Ведь очень хочется, чтобы отопительный котел работал не с заявленным КПД, например, 75%, а 80% и даже больше. Как это сделать? Конечно существует множество вариантов, которые зависят и от типа топлива, от самой системы и прочего. Однако есть еще один беспроигрышный вариант – установка теплоаккумулятора. Зачем он нужен, как система работает вместе с ним, а также многие другие вопросы мы рассмотрим в этой статье.

Роль теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор в частном доме

Конечно, первый возникающий вопрос – а зачем в отопительной системе вообще нужен этот неведомый агрегат? Какие проблемы он решает?

Во-первых, начнем с того, что теплоаккумулятор – это огромный бак с отличной теплоизоляцией.
В него поступает горячая вода от котла и сохраняется там до тех пор, пока системе не потребуется приток теплоносителя. Вообще установка этого оборудования практикуется чаще всего с твердотопливными котлами . И дело тут заключается в специфике сгорания топлива: твердое топливо сгорает не сразу, а по прошествии какого-то промежутка времени. А это означает, что после загрузки очередной партии топлива котел не сможет нагревать воду для системы отопления какое-то время. Дом начнет остывать, и этот процесс будет длиться какое-то время, пока дрова или уголь не начнут отдавать свой жар теплоносителю.

Чтобы избежать таких перепадов и не остаться без тепла на продолжительное время, и нужен теплоаккумулятор.

Какие еще функции выполняет это устройство?

• Предотвращает перегрев котла – возможно такое, что загруженная партия топлива догрела теплоноситель до нужно температуры, но не прогорела полностью и продолжается нагрев системы. Если излишек воды никуда не деть, котел может перегреться, а трубы – лопнуть. В теплоаккумулятор как раз и сливается этот излишек.
• Повышает КПД котла до 85% — это касается котлов на твердом топливе. Один из вариантов предотвращения перегрева – слив кипятка в канализацию. Только представьте сколько топлива было куплено и сожжено просто так, потому что таким котлом довольно трудно управлять. Этот бак не позволяет вашим деньгам утекать в канализацию. Когда система не нуждается в притоке горячей воды, она направляется в этот бак.
• Упрощается управление котлом – как мы уже сказали, котла на твердом топливе труден в контроле. Установка бака решает эти трудности – вам не нужно будет постоянно бегать и догружать небольшую порцию дров, чтобы теплоноситель нагрелся еще немного.
• Всегда под рукой горячая вода – вы в любой момент времени будете обеспечены объемом горячей воды для всех своих нужд (душа, ванны, мытья посуды и пр.)

Выгода при использовании теплоаккумулятора

Насколько оправдана покупка такого устройства и его установка? Эффективен ли этот аккумулятор тепла? Это мы узнаем, рассмотрев простую ситуацию.

Итак, у вас дом и твердотопливный котел подходящей мощности – 11 кВт, в который нужно загружать дрова, уголь или пеллеты каждые 3-3,5 часа. Согласитесь, встать 3 раза за ночь – не самая приятная перспектива, поэтому нужно как-то увеличить интервалы между загрузками топлива. Как это сделать?

Вариант №1 – купить котел большей мощности, чтобы в него можно было положить больше дров и они прогорали бы дольше. Но это не оптимальный вариант, так как котел будет вырабатывать такое количество теплой воды, которое просто не сможет использоваться системой в нужное время. А это говорит о перегреве и закипании теплоносителя.

Вариант №2 – установить теплоаккумулятор на 280 литров. Он позволит накопить около 150 кВт энергии, если вы будете некоторое время загружать котел полностью. Тот запас горячей воды, которую он накопит за время работы котла, вам хватит на 10-12 часов. В это время в котел не нужно подбрасывать топливо.

Когда нужен теплоаккумулятор?

В этой главе мы рассмотрим, а в каких случаях владельцам стоит задуматься об установке теплоаккумулятора, а кому он не потребуется.

• Если у вас большая потребность в горячей воде – под большой подразумевается семья из 5 человек и более и несколько санузлов. В таком случае вам не придется ждать покааааа там вода нагреется.
• Если у вас твердотопливный котел – в таком случае установка емкости практически обязательна, если вы не хотите каждые несколько часов бегать закладывать дрова.
• В вашем регионе действуют льготные тарифы на электроэнергию – тогда теплоаккумулятор позволит сохранять горячую воду, нагретую в ночное время по более дешевому тарифу.
• Есть циркуляционные насосы в системе отопления.
• Смонтированы батареи альтернативных источников тепла (ветряные, солнечные).
• Вам нужно скоординировать работу нескольких отопительных устройств (например, твердотопливного и электрического котлов).

Как работает система с теплоаккумулятором?

Теперь давайте разберем как будет работать отопительная система с котлом и встроенным теплоаккумулятором.

1. После включения системы активируется циркуляционный насос (располагается на линии между котлом и теплоаккумулятором). Он начинает работать, и холодная жидкость из нижней части емкости начинает поступать в котел. После достижения заданной температуры эта вода обратно подается в теплоаккумулятор, но уже в верхнюю часть. Смешивание воды не происходит из-за разницы в плотности у горячей и холодной воды. Так постепенно горячая вода заполняет все пространство емкости.
2. Далее активизируется циркуляционный насос, который располагается на «обратке». Он накачивает холодный теплоноситель в нижнюю часть теплоаккумулятора (ТА). Это приводит к тому, что поступившая холодная вода вытесняет горячую, заставляя ее течь по магистрали к радиаторам отопления.
3. Когда загруженная порция топлива прогорит, то горячая вода из емкости будет продолжать поступать в приборы отопления, поддерживая заданную температуру воздуха в доме. Чуть позже в котел требуется загрузить еще порцию дров/угля/пеллетов, чтобы после полного израсходования запасов успела нагреться очередная порция воды. Время работы системы на теплоносителе из ТА зависит как от мощности котла, отапливаемой площади, так и от количества приборов отопления.

Плюсы и минусы теплоаккумулятора

Преимущества теплоаккумулятора

Теперь нужно узнать все «за» и «против» по установке теплоаккумулятора. Что мы получим, купив и вмонтировав его в систему, а также за чем нужно будет более внимательно следить.

Плюсы :

• Увеличивается эксплуатационный срок отопительного оборудования . Это вполне логичное последствие, ведь теплоаккумулятор исключает перегрев системы.
• Исключен режим пиковых и чрезмерных нагрузок на котел . Это уменьшает износ оборудования и также повышает срок его службы.
• Стабилизируется температура отопления во всем доме .
• Экономия топлива до 30% и увеличение КПД .
• Комфорт для пользователя . Как мы уже успели отметить ранее, увеличивается период загрузки топлива, а значит, вам не придется подниматься ночью, чтобы закинуть очередную партию дров.
• Предотвращено поступление холодной жидкости в горячий теплообменник после активации насоса . Это часто встречающаяся ситуация при отключении электричества в здании.

Минусы :

• Высокая инерционность системы – вам придется ждать длительное время, пока дом нагреется, ведь сначала нужно наполнить ТА. Поэтому такая система не подходит для дома, куда вы наведываетесь периодически. Вам будет просто невыгодно каждый раз тратить такое количество времени и ресурсов.
• Особые требования к монтажу – как вы сами можете догадаться, емкость на 200 литров и более требует много свободного места, а устанавливаться ТА должен рядом с котлом. Вам придется позаботиться о подходящем помещении.
• Высокая стоимость – по сути это огромный термос с отличной теплоизоляцией, поэтому промышленные теплоаккумуляторы, сделанные на совесть, стоят очень дорого, порой даже больше, чем сам котел. Однако в следующей нашей статье мы рассмотрим как сделать теплоаккумулятор своими руками .

Характеристики выбора

Если вы все же задумались о покупке теплоаккумулятора, то вам стоит обратить внимание на следующие важные параметры:

Вес и габариты – это учесть вам нужно в первую очередь. При покупке обязательно убедитесь, что присмотренная вами модель точно поместится в свободное пространство, которое вы и отвели под емкость.

Если разместить емкость никак не удастся, то возможна замена на несколько теплоаккумуляторов, чей суммарный объем равен нужному.

Наибольшее давление жидкости в отопительной системе – этот параметр напрямую влияет на форму емкости, а также на толщину ее стенок. Если давление составляет около 3 Бар или меньше, то форма и толщина не играют никакой важной роли. А вот если давление уже больше, к примеру, 4-6 Бар, то будет лучше, если ТА будет иметь тороидальную форму с круглыми выпуклыми крышками.

Наибольшая допустимая для ТА температура – она не должна быть меньше, чем максимальная температура, до которой может нагреться теплоноситель в вашей системе.

Материал теплоаккумулятора – тут возможны 2 варианта: нержавеющая сталь или мягкая углеродистая сталь с покрытием, устойчивым к ржавчине. Конечно модели из «нержавейки» стоят дороже своих «собратьев».

Дополнительные возможности – будет лучше, если в вашей модели производитель заранее предусмотрел последующую установку ТЭНов и дополнительных встроенных теплообменников.

Расчет объема теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор в системе отопления дома

Как мы уже говорили ранее, объем теплоаккумулятора – важнейшая задача, которую нужно решить перед покупкой. Слишком маленький бак не сможет должным образом выполнять свою функцию, а слишком большой настолько повысит инерционность системы, что расход топлива будет неоправданно высоким.

Поэтому есть 2 способа как приблизительно рассчитать объем бака ТА:

1. Исходя из общей площади отапливаемых помещений . В таком случае эту цифру нужно просто умножить на 4. Так, для дома на 150 кв.м. потребуется теплоаккумулятор объемом 600 литров.
2. Исходя из мощности котла . При таком раскладе значение мощности нужно умножить на 25. К примеру для устройства на 15 кВт потребуется бак емкостью 15*25= 375 литров.

Существует и верхний предел по объему ТА: так на 1 кВт мощности котла не должно приходиться более 50 литров аккумулятора. То есть для котла на 10 кВт максимально допустимый объем теплоаккумулятора – 500 литров. В противном случае он будет уже неэффективным.

Варианты подключения теплоаккумулятора

Для эффективной работы это устройство нужно еще и подключить к системе правильно. Существует 2 распространенных способа как это можно сделать. В зависимости от вашей конкретной ситуации вы можете выбрать подходящий именно вам.

С подмешиванием

Это самая простая в реализации схема, которая подходит для гравитационных систем. Ее главное преимущество в том, что она не прекратит свою работу даже при отключении электричества.

В таком случае теплоаккумулятор устанавливают выше отопительных приборов (радиаторов и пр.). В схеме также предусмотрен насос, обратный и трехходовой клапан.

В самом начале работы, когда вода в котле еще только начинает нагреваться, она под влиянием насоса подается от котла к радиаторам через трехходовой клапан. Этот процесс прекращается только когда температура теплоносителя сравнивается с заданной, например, в 55˚С.

Тогда клапан станет подавать холодную жидкость из нижней части емкости ТА в таком количестве, чтобы соблюдались установленные 55˚С. Через верхний патрубок ТА, который подключен к котлу, в теплоаккумулятор начнет подаваться горячая вода до полного наполнения. По истечении какого-то периода времени топливо прогорит, вода подающей трубе начнет остывать. Как только ее температура упадет ниже 55˚С, термостат даст сигнал о начале подачи теплоносителя уже из емкости ТА, а не из котла. После наполнения трехходовой клапан встанет на место.

Обратный клапан подключается по параллельной схеме с трехходовым и вступает в игру, когда выключается насос. Тогда котел будет взаимодействовать с ТА напрямую, без «посредников», а вода из теплоаккумулятора будет поступать к радиаторам.

С гидравлическим разделением

Узел подмешнивания теплоаккумулятора в схеме с гидравлическим разделителем

Данный вариант является более проблемным и дорогим в исполнении и реализации, однако его эффективность покрывает все эти трудности.

Такая схема требует бесперебойной подачи электричества. Поэтому у вас в обязательном порядке должна иметься автономная электростанция или источник бесперебойного питания.

Суть этой схемы в том, что теплоаккумулятор является буферной емкостью, а в первичный контур монтируется узел подмешивания.

Кроме того группа безопасности, а также остальные приборы конструктивно находятся в одном блоке, при этом вода течет в теплоаккумулятор, а не в отопительную систему.

Огромное преимущество такой схемы в том, что на выходе возможно подключение какого угодно количества ветвей отопления. Каждая должна оснащаться своим личным циркуляционным насосом.

Особенности установки теплоаккумулятора

Подключение теплоаккумулятора к системе отопления

Выполнить эту процедуру вы можете даже своими руками, так как она не очень сложная. Однако знать следующие нюансы вы просто обязаны:

• Обязательна установка запорной арматуры и термометров на всех контурах.
• Подключать лучше с использованием фланцевых соединений.
• В нижней части ТА установите дренажный кран.
• Не забудьте про воздухоотводчик, который нужно монтировать на исходящем контуре.
• Группу безопасности также никто не отменял.

Работа котла и теплоаккумулятора: видео

В следующем видео вы наглядно увидите как теплоаккумулятор работает в системе с 2мя котлами: твердотопливным и электрическим:

В большинство современных систем отопления заложен изначальный порок, делающий невозможным эффективную организацию обогрева с помощью котла отопления периодического действия. Проблема заключена не в принципе сжигания топлива, хотя там тоже не все гладко, а в организации теплопередачи от источника тепла - фронта горения твердого топлива в воздушное пространство жилых комнат дома или квартиры. Теплоаккумуляторы призваны скомпенсировать потери, вызванные периодической работой котла. Если быть точным, теплоаккумулятор необходим для любого котла отопления периодического действия.

Прибор, гордо именуемый теплоаккумулятором для котлов отопления, представляет собой бак значительной емкости, доходящий в ряде случаев до 10 тонн воды, с системой внутренних теплообменников. Что должно давать применение теплоаккумулятора:

• Безопасное накопление избыточного тепла, генерируемого котлом в водяной поток теплоносителя;
• Увеличить продолжительность цикла нагрев - остывание котельной установки, тем самым упростить ее обслуживание, освободить от необходимости запускать ее ночью или в неудобное для себя время;
• Повысить эффективность работы и увеличить ресурс котлов отопления.

Интересно ! Примитивность конструкции теплоаккумулятора для котлов отопления позволяет изготовить его своими руками, потребуется только бак для воды, трубы для подключения, вентильная аппаратура и сварочный аппарат.

Кроме твердотопливного котла отопления, потребность в использовании теплоаккумулятора есть также у систем на электрических котлах отопления. В этом случае применение теплоаккумулятора продиктовано искусственным выбором в пользу периодического нагрева, причем только в ночной период времени, когда есть возможность использовать более выгодный льготный тариф.

Конструкция современных котлов отопления в угоду производителю максимально оптимизирована с точки зрения затрат и стоимости производства. Современный котел отопления изготовлен из тонколистовой стали с минимальными затратами на дефицитные и дорогостоящие медь и никель, и работает в режиме печки «буржуйки».

В его устройстве нет даже намека на теплоаккумулятор. Такой котел отопления в принципе не способен накапливать тепловую энергию. Сравните современный пеллетный или угольный котел со старыми тяжелеными конструкциями котлов отопления из чугуна, а еще лучше, с устройством обычной деревенской каменной печи. В последнем случае функции теплоаккумулятора максимально эффективно выполняет кирпичная кладка, напрямую поглощающая тепло от пламени и равномерно передающая в воздух помещения в течение 10-12часов.

Поэтому современный котел отопления неэффективен без теплоаккумулятора. Твердотопливный агрегат будет незаменимым в работе и обойдется без многотонных теплоаккумуляторов, если в его устройстве появится система автоматической загрузки топлива в топку и последующей очистки от золы.

Как работает теплоаккумулятор

Назначение аккумулятора тепла - выдавать дополнительную тепловую энергию в контур водяного отопления после снижения или прекращения генерации тепла отопительным котлом. Для этого в огромной емкости находится большое количество кипятка при давлении около 3атм. В корпус бака впаян теплообменник, посредством которого идет «закачка» тепла в аккумулятор и обратный отбор в систему отопления. Зачастую в бак встраивается дополнительный теплообменник с целью получения горячей воды для нужд кухни и ванной.

Принцип смешивания потоков разных температур

Для быстрого разогрева помещения теплоаккумулятор с помощью трехходового клапана выключают из цепи движения разогретого теплоносителя. Только после разогрева потока воды в трубах свыше 60 о С в контур подключается вода из запасника теплоаккумулятора. И, пока работает котел, тепло уходит в двух направлениях: в накопитель и в радиаторы обогрева.

В подобном принципе существуют определенные положительные стороны:

1. Быстрый прогрев жилого помещения, и только после этого происходит сброс избыточного тепла в теплоаккумулятор;
2. Принцип смешивания дает эффективный теплообмен;
3. Запас воды в теплоаккумуляторе является стратегическим резервом для котла, тем самым предотвращает его возможное прогорание при нарушении циркуляции воды в теплоцентрали.

Важно ! В подобной схеме должны быть исключены любые цветные металлы, дающие электрохимическую пару со сталью и алюминием.

В идеале вода, циркулирующая в горячем теплообменнике котла отопления, не должна смешиваться с теплоносителем, протекающим по всей системе отопления. Поэтому зачастую в теплоаккумуляторах используют иную схему - с гидравлической развязкой и разделением потоков.

Система с гидравлической развязкой тепловых носителей

В этой схеме теплоаккумулятор играет роль одного из элементов контура теплоснабжения, его невозможно исключить из потока. Фактически в теплоаккумуляторе происходит постоянная передача тепла от выделенного «горячего» контура котла отопления и остальной массы воды или теплоносителя, циркулирующей в системе обогрева.

Что это дает:

• Высоконагруженный теплообменник котла отопления требует использования специальной, очищенной от примесей и кислорода воздуха воды. Только такая вода гарантирует длительный срок службы трубок и уплотнений теплообменника. Запас необходимого количества подготовленной воды хранится в дополнительном бойлере.
• Посредством специальной схемы разогретой воды из бака теплоаккумулятора можно легко регулировать температуру отобранной жидкости, что упрощает систему управления отоплением.

К недостаткам можно отнести потребность в дополнительных устройствах - двух насосах: циркуляции теплоносителя и системы обеспечения электроснабжения. Иногда для резервирования используют пару устройств - преобразователь напряжения и электрический аккумулятор для котла отопления. В противном случае отключение электроэнергии может привести к серьезной аварии в первичном контуре.

Более сложная и усовершенствованная схема подразумевает использование двух самостоятельных теплообменников, объединенных в одном корпусе теплоаккумулятора. Это более рациональный способ организации работы аккумулятора тепла с высокой степенью резервирования. Именно его можно рекомендовать для желающих изготовить теплоаккумулятор для котла отопления своими руками.

Постройка теплоаккумулятора собственными силами

Для изготовления накопителя тепла следует определиться с тепловой мощностью аккумулятора. Существует определенная методика построения аккумулирующей системы. Количество воды в аккумуляторе принимают, исходя из 30-40л жидкости на каждые 1000Вт тепловой мощности котла. В таком случае для дома в 100м 2 отапливаемой площади потребуется емкость в 350-400литров. Лучшим вариантом будет использование готового бойлерного бака, с датчиками уровня воды, давления и температуры.

Если в качестве рабочей схемы будет выбрана система с подмешиванием, исправно работающая даже при отсутствии специальных насосов, в контур отопления придется дополнительно установить трехпозиционный блок-кран.

Более простые схемы потребуют вмонтировать в бак один или два теплообменника

Важно ! В Сети зачастую рекомендуют устанавливать медные теплообменники из витой медной трубы длиной в 15-17м и диаметром «на просвет» в 15-20мм. Рекомендация имеет сомнительные перспективы, так как медь и железо в контакте с горячей водой интенсивно коррозируют.

Лучше использовать теплообменник из того же материала, что и емкость. Это гарантирует нормальное качество сварочного шва при установке теплообменника. Кроме того, в полости теплоаккумулятора лучше применить анодную защиту магниевыми электродами, аналогичную для электрических бойлеров горячего водоснабжения. Наружные стенки бака - теплоаккумулятора обшивают теплоизоляционными матами или минеральной ватой.

Перспективные варианты теплоаккумуляторов

Одним из интересных решений стали малогабаритные аккумуляторы, использующие вместо воды легкоплавкие парафины или силиконовые масла. Благодаря значительно более высокой теплоемкости появилась возможность использовать безопасные малогабаритные аккумулирующие системы для электрических котлов систем отопления квартир. Вместо 300литровой тяжелой емкости предполагается применение двухсекционного аккумулятора общим объемом в 50л теплоносителя, имеющего тепловой запас в 15кВтч.

К сведению ! Чаще всего теплоаккумуляторы применяются в качестве резервного источника тепла при выращивании овощей в теплицах, для быстрого обогрева помещения при резком похолодании или наступлении заморозков.

Повсеместное подорожание энергоносителей таких как электроэнергия, твердое топливо, заставляет задуматься не только о переходе на альтернативные источники тепла в домах, но и о повышении эффективности действующих узлов и агрегатов Вашей системы отопления.

Среди большого количества решений наиболее привлекательно выглядит использование тепловых аккумуляторов, или как их принято называть буферных емкостей. Использование этого компонента системы отопления дает владельцам ряд преимуществ. Самое главное из которых снижение затрат на оплату энергоносителей. К тому же буферная емкость может быть интегрирована практически в любую систему отопления. Эффективность их применения отмечена при работе в домах, где используются для отопления электрические, твердотопливные котлы или солнечные нагреватели (батареи).

Буферная емкость - это своеобразный термос, который вмещает большой объем воды и способный длительное время сохранять накопленную внутри тепловую энергию. В последующем, это тепло можно забрать, и пустить на приготовление горячей воды, или прогрев радиаторов отопления. Запас этой энергии может долгое время использоваться для обогрева помещения, даже в том случае, если основной источник тепловой энергии (котел) находится в отключенном состоянии. Подобным образом работает привычный для многих электрический водонагреватель.

Совершенно очевидно, что далеко не все котлы отопления могут включаться и отключаться по обычному термостату. Есть бытовые теплогенераторы, например, или , которые работают, и отдают тепло в контур отопления, пока в топке есть запасы дров, угля, пеллет. И именно от таких котлов отопления избыточное тепло принимают на себя буферные теплонакопители. Без буферной емкости, избыточное тепло попросту уходит в трубу, или форточку, и вы реально теряете деньги на неэффективном отоплении.

Плюс к этому, не стоит забывать, что чаще всего работают по двухтарифному электрическому счётчику. Теплоаккумуляторы могут сохранять внутри себя взятое по ночному, боле дешевому тарифу тепло, и раздавать его днем, когда стоимость электроэнергии значительно выше, не прибегая к включению электрокотла.

Как работает система отопления, в которой установлена буферная емкость.

В традиционных системах отопления используется два основных элемента - это устройство нагрева теплового носителя - котел, и источники распределения тепловой энергии - радиаторы, контур ГВС. Котел нагревает воду, которая, проходя по системе отопления производит нагрев батарей и возвращается в котел остывшей для дополнительного нагрева. Система содержит небольшое количество теплоносителя, который быстро теряет полученную энергию и требует постоянного ее возобновления (включения котла на нагрев). В такой системе при неработающем котле температура существенно снизится за очень короткое время - несколько часов. Поддержание постоянной температуры в помещении такой системой требует достаточно большого количества энергии, а значит и потребления того же угля, дров, или электричества.

Принцип отопления изменяется при установке в такую систему буферной емкости. Она устанавливается в отопительную систему между котлом и системой распределения теплоносителя и служит своеобразным буфером - разделителем. Котел в этом служит для нагрева достаточно большого объема теплоносителя (даже самая маленькая буферная емкость вмещает 0.5 м. кубического воды) размещенного в тепловом аккумуляторе. Накопленная тепловая энергия в дальнейшем распределяется по системе. Так как для понижения температуры большого объема теплоносителя необходимо больше времени то котлу твёрдотопливному или электрическому приходится реже включаться для подогрева, а значит и снижается потребление угля (дров) или электричества. Чем больший объем имеет буферная емкость, тем экономичнее работает система отопления. В некоторых случаях накопленная тепловая энергия буферной емкости может использовать до нескольких дней без включения котла.

В настоящий момент, наиболее востребованными являются буферные емкости - теплоаккумуляторы ; ; ; ; ; ; ; ; ; литров

Преимущества и недостатки использования буферных емкостей.

Главным преимуществом использования тепловых аккумуляторов мы уже говорили - это снижение расходов на оплату энергоносителей. В некоторых случаях, например при использовании в системах с альтернативными источниками тепловой энергии - тепловых насосов или солнечных коллекторов, важна именно способность, накапливать тепловую энергию, возможность повышения общей эффективности системы отопления. Что дает использование буферной емкости:

• - Увеличение КПД системы отопления;
• - Снижается расход топлива, электрической энергии;
• - При использовании с котлами твердотопливными снижается занятость на их обслуживание и загрузку.

Использование буферных емкостей в отопительных системах - это возможность повысить их эффективность и при этом значительно сократить расходы на отопление. Конечно приобретение или изготовление буферной емкости, ее монтаж и интеграция в систему отопления связаны с финансовыми вложениями, но все затраты будут возмещены в короткое время.

Безусловно, в настоящее время на Российском рынке появляются больше производителей теплоаккумуляторов, как: NIBE (Швеция), Хайду (Hajdu), Сансистем (Sunsystem), Austria Email, Tesy, S-Tank Цена на бочки теплонакопители разная, и зависит от количества подключаемых контуров (без теплообменника, с одним и двумя теплообменниками - контурами), толщины стали емкости, а так же теплопотерь, при хранении избыточного тепла от котла отопления.

Такое замечательное и эффективное оборудование как буферная емкость имеет только один, но достаточно существенный недостаток - это ее размер. Для ее размещения может потребоваться достаточно большая площадь (зависит от объема) и не в каждой котельной она может быть размещена. Самое маленькое изделие имеет объем в 500 литров и следующие размеры: высота 1.8 м, диаметр 0.6 метров. О месте для установки аккумулятора тепла следует заботиться заранее.

монтаж, УСТАНОВКА теплоаккумулятора.

Конечно же, как и все инновационное, установка и монтаж буферных ёмкостей в системе отопления требует определенного навыка, и самое главное, умение правильно подобрать правильное оборудование. И наши специалисты, инженеры, монтажники, действительно имеющие опыт работы с данным оборудованием готовы не только грамотно проконсультировать по выбору буферной емкости, но и сделать качественный монтаж теплоаккумулятора не только в новую, но и уже в действующую систему отопления.

Монтаж си стемы отопления и теплоаккумуляторов - это не так дорого, как Вы думаете.

Для отопления загородных объектов используют твердотопливные котлы, если иные виды топлива недоступны или неоправданно дороги. К каждому отопительному сезону владельцу коттеджа приходится заготавливать необходимый запас дров и угля, объем которого зависит от площади объекта и качества его теплоизоляции, а также суровости климатических условий в регионе проживания. Большинство моделей твердотопливных котлов могут обеспечивать комфортную температуру в доме, если их протапливать два раза в сутки в строго определенное время. Если сдвинуть время розжига топлива в камере сгорания агрегата, то в жилом помещении становится холодно. Исключением являются котлы длительного горения, которые могут поддерживать необходимую температуру в доме в течение нескольких суток. Добиться такого же результата можно и от обычного твердотопливного котла, если в систему отопления включить дополнительный узел, способный аккумулировать излишнее тепло, вырабатываемое агрегатом при сжигании порции топлива. К таким узлам относят буферные емкости или теплоаккумуляторы, которые еще иначе называют накопителями.

Установка теплоаккумулятора позволяет:

• организовать обслуживание котла в удобное время суток;
• увеличить время между очередными загрузками топлива без понижения комфорта проживания в доме;
• оптимизировать расходы на содержание дома за счет уменьшения закупок твердого топлива.

Использование твердотопливных котлов совместно с буферными емкостями позволяет сократить расходы твердого топлива в разы, при этом обеспечить требуемый уровень комфорта в доме. Отдачу от установки бака-накопителя можно существенно увеличить, если применять в работе системы отопления интеллектуальные регуляторы и датчики. При достижении в помещениях дома установленных температурных значений, подача теплоносителя в отопительные приборы прекращается.

Тепло, выделяемое продолжающим работу котлом, аккумулируется в буферной емкости, а затем отдается остывшему теплоносителю, начинающему циркулировать по системе, минуя прогоревший котел. Чем больше объем буферной емкости, тем дольше будет обогреваться дом за счет тепловой энергии, накопленной в ней.

Преимущества использования термоаккумулирующей емкости в системе отопления загородного дома, подключенной к нескольким генераторам тепла

Как устроен теплоаккумулятор?

Буферная емкость, как правило, изготавливается в форме цилиндра из листовой стали (черной или нержавеющей). Объем теплоаккумулирующего бака может варьироваться от сотни до нескольких тысяч литров. Чем больше объем емкости, тем больше ее габариты. Из-за внушительных линейных размеров баков-накопителей возникают сложности с их размещением в помещении котельных. Производители готовых теплоаккумуляторов выпускают модели как с теплоизоляцией, поставляемой в отдельной упаковке, так и без нее. Толщина слоя утеплителя обычно составляет 10 см, которые необходимо учитывать при монтаже оборудования. На бак с утеплителем надевается кожух, сшитый из качественного заменителя кожи. Утеплитель замедляет остывание теплоносителя, находящегося в теплоаккумулирующей емкости.

В зависимости от конструкции буферные емкости бывают:

• пустыми (без теплообменников);
• с одним или двумя змеевиками (теплообменниками);
• с встроенными баками-бойлерами меньшего диаметра, используемыми для обеспечения автономной работы системы горячего водоснабжения загородного объекта.

В стальном корпусе бака предусматривается несколько резьбовых отверстий, которые используются для подключения аккумулирующего устройства к котлу и трубной разводке системы отопления дома.

Внешний вид и внутреннее устройство термоаккумулятора (буферной емкости) с нижним теплообменником и слоем минераловатного утеплителя

Как быстро расходуются запасы энергии?

Однозначного ответа на данный вопрос дать невозможно. Длительность работы отопительной системы объекта за счет энергии, накопленной в буферной емкости, зависит:

• от объема бака;
• от объема теплопотерь в помещении;
• от температуры наружного воздуха и времени года;
• от выставленных значений термодатчиков.

Обогрев загородного дома при пассивном участии котельного оборудования может осуществляться от нескольких часов до нескольких суток. Пока работает теплоаккумулятор, котел «отдыхает», а значит, сохраняет свой ресурс, которого хватит на большее количество отопительных сезонов.

Как подобрать подходящую модель?

При выборе модели подходящей буферной емкости для обогрева загородного объекта исходят из мощности отопительного котла. Разработаны онлайн калькуляторы, позволяющие в интерактивном режиме определять объем накопительного бака в зависимости от мощности твердотопливного котла и времени, которое понадобится агрегату для нагрева теплоносителя в буферной емкости. Можно воспользоваться и готовыми таблицами, содержащими рекомендации по объемам баков-накопителей для конкретных моделей твердотопливных котлов.

Подбирая модель термоаккумулятора, важно учитывать и его габариты. Специалисты рекомендуют устанавливать буферные емкости в непосредственной близости от котла отопления. При использовании в системе отопления циркуляционных насосов баки-накопители могут размещаться в доме, гараже, подсобных помещениях.

Как работает теплоаккумулятор будучи в системе?

Циркуляционный насос, врезанный на участке трубопровода, соединяющего котел отопления с буферной емкостью, обеспечивает подачу нагретой воды в верхнюю часть теплоаккумулятора. При этом из нижней части происходит выталкивание холодного теплоносителя по обратке в котел отопления.

Второй циркуляционный насос, установленный между буферной емкостью и радиаторами, обеспечивает подачу горячего теплоносителя по трубной разводке до тех пор, пока термостат не отключит его из-за достижения в помещении заданной температуры воздуха.

При остывании нагревательных приборов в доме станет холоднее, датчики сработают, и насос опять начнет подавать нагретый теплоноситель в трубную разводку системы отопления. Аккумуляция тепловой энергии будет осуществляться в периоды бездействия второго циркуляционного насоса.

Схема подключения термоаккумулятора к системе отопления загородного объекта, отапливаемого в автономном режиме с помощью твердотопливного котла

Если теплоаккумулятор не используется, то весь теплоноситель уходит в систему и дом перегревается. Лишнее тепло выводится из комнат через открытые форточки и окна. «Топить улицу», выбрасывая деньги на ветер, в настоящий момент является непозволительной роскошью и даже преступной расточительностью.

После прогорания всего топлива, заложенного в топку котла, происходит отключение оборудования. Первый циркуляционный насос прекращает свою работу, а второй продолжает функционировать, обеспечивая подачу горячего теплоносителя, припасенного в емкости, в трубопроводную и радиаторную разводку системы отопления. Назад возвращается в термоаккумулятор охлажденный теплоноситель, который каждый раз понижает температуру воды, находящейся в емкости-термосе.

Что еще можно подключить, кроме котла?

Помимо котельного оборудования к теплоаккумулирующему баку могут быть подключены альтернативные источники тепла ( , каминная топка и др.). Наличие таковых источников позволит в летнее время вообще не протапливать котел, так как отданной ими тепловой энергии будет хватать на подогрев горячей воды для системы ГВС.

К недостаткам использования готовых буферных емкостей можно отнести их высокую стоимость и большие размеры. Затраты окупаются в зависимости от объема теплоаккумулятора в течение нескольких лет. При желании накопительный бак можно сделать своими руками. В данном видеоролике показан пример выполнения подобного проекта.

При использовании газового котла у нас нет необходимости самостоятельно поддерживать определенную температуру в контуре отопления – этим занимается автоматика. Но все меняется, когда в доме ставится твердотопливный котел. Топливо в нем горит неравномерно, что приводит к остыванию или перегреву отопительной системы. Компенсировать данные колебания и стабилизировать температуру в контуре поможет теплоаккумулятор для отопления. Вместительный накопительный бак сможет удержать в себе избыток тепловой энергии, постепенно отдавая его в систему отопления.

В этом обзоре мы рассмотрим:

• Как работают теплоаккумуляторы для систем отопления;
• Как рассчитать необходимый объем аккумуляторного бака;
• Как подключаются накопительные емкости;
• Самые популярные модели тепловых накопителей.

Пройдемся по этим пунктам более подробно.

Принцип действия теплоаккумуляторов

Если установить в доме твердотопливный котел, возникнет суровая необходимость в регулярном подкладывании все новых порций дров. Все дело в ограниченном объеме камеры сгорания – она не может вместить в себя безлимитное количество поленьев. Да и систем их автоматической подачи еще не придумали, если не брать в расчет пеллетные котлы с автоматикой. Иными словами, за работой системы отопления придется следить самостоятельно.

Максимальную мощность данные котлы развивают в тот момент, когда в них весело полыхают дрова. В этот момент они дают много лишней энергии, поэтому пользователи дозируют дрова аккуратно, подкладывая их по одному полену. В противном случае в доме будет слишком жарко. Ничего хорошего в этом нет, так как из-за этого возрастает количество подходов, и без того высокое. Проблема решается с помощью теплоаккумулятора.

Тепловой аккумулятор для отопления представляет собой аккумулирующую емкость, в которой накапливается горячий теплоноситель. Причем в контур отопления энергия отдается строго дозировано, что обеспечивает стабильность температуры. За счет этого домочадцы избавляются от температурных колебаний и частых подходов для закладки дров. Аккумулирующие баки способны накапливать излишки тепловой энергии и плавно отдавать их в отопительные контуры.

Попробуем объяснить принцип работы на пальцах:

Простота конструкции термоаккумулятора не только повышает надежность агрегата, но и упрощает ремонт и плановое обслуживание.

• Установленный в системе отопления с теплоаккумулятором отопительный котел загружается дровами и производит большое количество тепловой энергии;
• Полученная энергия направляется в тепловую батарею и накапливается там;
• Одновременно с этим, с помощью теплообменника, происходит забор тепла для системы отопления.

Буферный бак для отопления (он же теплоаккумулятор) работает в двух режимах – накопление и отдача. При этом мощность котла может превышать необходимую тепловую мощность для обогрева жилища. Пока в топке будут гореть дрова, будет происходить накопление тепла в термоаккумуляторе. После того как поленья потухнут, энергия еще долго будет забираться из аккумулятора.

Примерно так же устроены аккумуляторы тепла Лежебока для парников и теплиц – днем они накапливают тепло от солнца, а ночью отдают его, согревая растения и препятствуя их замерзанию. Только выглядят они несколько по-другому.

Теплоаккумуляторы для систем отопления необходимы и в том случае, если в качестве источника тепла используются солнечные батареи или тепловые насосы. Те же батареи не могут давать тепло круглосуточно, так как в темное время суток их эффективность падает до нуля. В светлое время дня они будут не только отапливать дом, но и накапливать тепловую энергию в накопительном баке.

Теплоаккумуляторы могут пригодиться при использовании электрических котлов. Такая схема оправдывает себя на двухтарифной системе оплаты. В этом случае система настраивается так, чтобы в ночное время происходило накопление тепла, а в дневное начиналась ее отдача. Благодаря этому у потребителей появляется возможность сэкономить деньги на потреблении электроэнергии.

Разновидности теплоаккумуляторов

Аккумулятор тепла для системы отопления представляет собой вместительный бак, оснащенный солидной теплоизоляцией – именно она отвечает за минимизирование теплопотерь. С помощью одной пары патрубков аккумулятор подключается к котлу, а с помощью другой пары – к системе отопления. Также здесь могут быть предусмотрены дополнительные патрубки для подключения контура ГВС или дополнительных источников тепловой энергии. Давайте разберем основные виды теплоаккумуляторов для систем отопления:

При наличие циркуляционного насоса появляется возможность использовать сразу несколько буферных баков, что позволяет равномерно прогревать сразу несколько помещений.

• Буферная емкость – представляет собой простейший бак, лишенный внутренних теплообменников. Конструкция предусматривает использование одного и того же теплоносителя в котле и батареях, при одинаковом допустимом давлении. Если планируется пропускать через котел один теплоноситель, а по батареям другой, следует подключить к теплоаккумулятору внешний теплообменник;
• Тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления с нижним, верхним или сразу с несколькими теплообменниками – такие теплоаккумуляторы позволяют организовать два самостоятельных контура. Первый контур представляет собой бак, подключенный к котлу, а второй – контур отопления с батареями или конвекторами. Теплоносители здесь не смешиваются, в обоих контурах может быть разное давление. Нагрев ведется с помощью теплообменника;
• С проточным теплообменником контура ГВС или с баком – для организации горячего водоснабжения. В первом случае вода может потребляться весь день и равномерно. Вторая схема предусматривает накопление воды с целью ее быстрой отдачи в определенное время (например, вечером, когда все принимают душ перед сном) – аналогичным образом устроены бойлеры косвенники, накапливающие воду.

Конструкция теплоаккумуляторов для отопления может быть самой разной, выбор подходящего варианта зависит от сложности отопительной системы, ее характеристик и количества источников горячего теплоносителя.

Некоторые теплоаккумуляторы оснащаются ТЭНами с термостатами, что позволяет обеспечить потребителей теплом в ночное время, когда теплоноситель уже остыл, а подкинуть дрова в топку некому. Также они пригодятся при использовании тепловых насосов и солнечных батарей.

Расчет объема теплоаккумулятора

Мы вплотную подошли к самому сложному вопросу – к расчету необходимого объема теплоаккумулятора. Для этого мы воспользуемся следующей формулой – m=W/(K*C*Δt). Буквой W обозначается количество избыточного тепла, K – это КПД котла (указываем десятичной дробью), C – теплоемкость воды (теплоносителя), а Δt – разница температур, определяемая путем вычитания температуры теплоносителя на обратной трубе из температуры на подающей трубе. Например, она может составить 80 градусов на выходе и 45 на обратке – итого получаем Δt=35.

Для начала рассчитаем количество избыточного тепла. Предположим, что на дом площадью 100 кв. м. нам необходимо 10 кВт тепла в час. Время горения на одной закладке дров составляет 3 часа, а мощность котла составляет 25 кВт. Следовательно, за 3 часа котел выработает 75 кВт тепла, из которых на отопление необходимо отправить всего 30 кВт. Итого у нас остаются 45 кВт избыточного тепла – этого хватит еще на 4,5 часа обогрева. Чтобы не потерять данное тепло и не снижать количество загружаемых дров (иначе мы банально перегреем систему), следует воспользоваться теплоаккумулятором.

Что касается теплоемкости воды, то она составляет 1,164 Вт*час/кг*°С – если не разбираетесь в физике, просто не вдавайтесь в подробности. И помните, что если вы будете использовать другой теплоноситель, то его теплоемкость будет другой.

Проведя необходимые вычисления, используя наши советы, Вы без труда сможете подобрать модель, наиболее точно удовлетворяющую все Ваши запросы.

Итого у нас есть все четыре значения – это 45000 Вт тепла, КПД котла (предположим, 85%, что в дробном исчислении будет 0,85), теплоемкость воды 1,164 и разница температур в 35 градусов. Проводим вычисления – m=45000/(0,85*1,164*35). При данных цифрах объем получается равным 1299,4 литра. Округляем и получаем емкость теплоаккумулятора для нашей системы отопления равную 1300 литрам.

Если не получается провести расчеты самостоятельно, воспользуйтесь специальными калькуляторами, вспомогательными таблицами или помощью специалистов.

Схемы подключения

Самая простая схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу предусматривает использование одного и того же теплоносителя при равном давлении в котле и системе отопления. Для этих целей подойдет самый простой накопительный бак без теплообменников. На обратных трубах ставятся два насоса – регулируя их производительность, мы обеспечим регулировку температуры в системе отопления. Есть и схожая схема с применением трехходового клапана – она позволяет регулировать температуру за счет смешивания горячего теплоносителя и остывшего теплоносителя из обратной трубы.

Теплоаккумуляторы со встроенным теплообменником созданы для работы в системах отопления с высоким давлением теплоносителя. Для этого внутри них располагаются теплообменники, подключаемые через циркуляционный насос к котлам – так образуется питающий контур. Внутренняя емкость накопителя со вторым циркуляционным насосом и батареями образует контур отопления. В обоих контурах могут циркулировать разные теплоносители, например, вода и гликоль.

Схема твердотопливного котла с теплоаккумулятором и контуром ГВС позволяет обеспечить подачу горячей воды без применения двухконтурного оборудования. Для этого задействуются внутренние проточные теплообменники или встроенные баки. Если горячая вода необходима на протяжении всего дня, рекомендуем купить и установить теплоаккумулятор с проточным обменником. Для пикового единомоментного потребления оптимальны аккумуляторы с баками ГВС.

Также разработаны бивалентные и мультивалентные схемы подключения – они предусматривают использование сразу нескольких источников тепла для работы отопления. Для этого могут использоваться теплоаккумуляторы с несколькими теплообменниками.

Популярные модели

Настало время разобраться с самыми популярными моделями теплоаккумуляторов для систем отопления. Мы рассмотрим продукцию отечественных и зарубежных производителей.

Производителем теплоаккумуляторов Прометей является новосибирская компания «СибЭнергоТерм». Она выпускает модели объемом 230, 300, 500, 750 и 1000 литров. Гарантия на оборудование составляет 5 лет. Теплоаккумуляторы наделены четырьмя отводами для подключения к отоплению и источникам тепла. За сохранение накопленной энергии отвечает слой теплоизоляции из минваты. Рабочее давление составляет 2 атм., максимальное – 6 атм. При покупке оборудования учитывайте его размеры – так, диаметр модели на 1000 литров составляет 900 мм, из-за чего ее корпус может не вместиться в стандартные дверные проемы шириной 80 см.

Цена представленного теплоаккумулятора для систем отопления варьируется в диапазоне от 65 до 70 тыс. рублей.

Еще один вместительный теплоаккумулятор на 1000 литров воды. Он оснащается одним или двумя гладкотрубными теплообменниками, но лишен теплоизоляции, что необходимо учитывать при его установке – ее придется приобретать отдельно. Диаметр корпуса составляет 790 мм, но если к нему прибавляется теплоизоляция, то диаметр вырастает до 990 мм. Максимальная температура в системе отопления составляет +110 градусов, в контуре ГВС – до +95 градусов.

Данные теплоаккумуляторы представлены модификациями с шестью или десятью подключениями. Также на борту предусмотрена клеммы температурных датчиков. Емкость баков составляет 960 литров, рабочее давление – до 3 бар. Толщина теплоизоляционного слоя составляет 80 мм. Использование других жидкостей в качестве теплоносителя, кроме воды, не допускается – это касается обоих контуров, а не только контура отопления. При необходимости, возможно последовательное подключение нескольких теплоаккумуляторов в единый каскад.

Самодельные тепловые аккумуляторы

Ничто не мешает собрать теплоаккумулятор для системы отопления своими руками – для этого необходимо провести расчеты и нарисовать чертеж, ориентируясь на требуемую вместительность. Баки сооружаются из листового металла толщиной 1-2 мм, раскраиваемого плазморезом, режущим станком или сварочным аппаратом. Теплообменники организуются из металлических прямых или гофрированных труб. А для того чтобы избежать быстрой коррозии металла, необходимо приобрести магниевый анод. В качестве теплоизоляции можно использовать базальтовую вату.

В качестве бонуса приводим подробный чертеж теплоаккумулятора емкостью 500 литров – этого достаточно для поддержания работы системы отопления в небольшом доме.

Видео