Даже при использовании самой современной системы отопления иногда возникает необходимость повышения ее эффективности и снижения затрат на энергоносители.
Этот вопрос становится еще более актуальным с постоянным ростом цен на все виды топлива, глобальным уменьшением исчерпаемых ресурсов и желанием как можно более упростить процесс обогрева дома. В какой-то мере проблему поможет решить установка в систему отопления аккумулирующего бака или теплоаккумулятора.
Как и зачем накапливать тепло?
При эксплуатации отопительного котла после передачи тепла в радиаторы остается избыток неиспользованный энергии. Теплоаккумулирующий бак помогает сохранить ее некоторое время, после чего применить для обогрева.
Внешне конструкция напоминает вертикально установленную бочку круглого или квадратного сечения, с патрубками для подключения к системе отопления. При необходимости возможно подсоединение такого бака к нескольким теплогенераторам.
В зависимости от выполняемых функций производятся два типа теплоаккумулятора:
- Только для отопления помещений.
- Дополнительно обеспечивающие горячее водоснабжение. Оно может производиться способом прямого нагрева во внутреннем баке или предварительного подогрева перед подачей в другой водонагреватель.
От температуры аккумулируемой воды зависит способ ее применения. Нагретая прямо от котла жидкость может использоваться для нужд жильцов дома. Но солнечная батарея или тепловой насос не могут обеспечить достаточно интенсивное тепло. Для этого подключается водонагреватель, работающий с пониженной нагрузкой благодаря уже прогретой теплоаккумулятором воде.
Особенности конструкции
Баки для накапливания тепла могут быть различной вместимости, которая может достигать 3 куб.м. Кроме этого они имеют несколько особенностей изготовления и установки, позволяющих оптимально выполнять свои функции:
- Желательно, чтобы конструкция была хорошо изолирована, для чего чаще всего используется нанесение пенополиуретана. Такое покрытие значительно снизит потери тепла, особенно если бак расположен вне отапливаемого помещения.
Но и для внутреннего размещения теплоизоляция будет не лишней, чтобы не использовать накопленную энергию без необходимости. - В зависимости от количества подключаемых теплогенераторов и конструкции контура отопления на Теплоаккумулятор монтируется нужное число патрубков.
- Для изготовления бака применяется черная или нержавеющая сталь, причем для закрытой системы этот выбор не слишком критичен. Дополнительной защитой от коррозии для изделий из черных металлов может стать применение различных добавок для воды или использование в качестве теплоносителя специальных составов.
- В аккумулирующем баке может располагаться специальный резервуар для подогрева питьевой воды. К нему предусматривается установка отдельного теплообменника или подключение специальных ТЭНов.
- Если необходимо подключить нагревательное оборудование с низкой эффективностью, например, солнечные батареи в пасмурную погоду, для лучшего нагрева может использоваться еще один теплообменник.
Применение теплоаккумуляторов для отопления
Если перебоев с подачей топлива нет, а система работает без перебоев, нет необходимости в дополнительных приспособлениях для повышения ее эффективности. Но в некоторых случаях без применения аккумулирующего бака обойтись невозможно, причем его использование с различным типом отопительного оборудования имеет свои особенности.
Видео с принципом действия теплоаккумулятора:
Котел на твердом топливе
Особенностью отопления при помощи твердотопливных аппаратов является неравномерность процесса и необходимость периодического пополнения топки. К тому же наибольшую эффективность и максимальный КПД такие котлы показывают при максимальной мощности, обеспечивающей наиболее полное сгорание всех продуктов горения.
Но в таком режиме оборудование долго работать не может, а система отопления не в состоянии принять все вырабатываемое тепло. Трубы и радиаторы от сильного перегревания и последующего охлаждения быстро изнашиваются, да и климатическая обстановка в помещении оказывается совсем некомфортной.
Включение в систему теплоаккумулирующего бака поможет решить несколько проблем одновременно:
- Использование произведенной на полной мощности лишней энергии для нагрева воды.
- Когда прогорает топливо, вода из бака подается в радиаторы, что обеспечивает непрерывность отопления.
- Пополнение топки требуется значительно реже, получается экономия топлива, а также упрощается сам процесс обслуживания такого котла.
В результате намного повышается эффективность аппаратов, работающих на любом твердом топливе (угле, дровах, пеллетах), и увеличивается срок службы оборудования. Особенно заметна разница в работе пиролизных котлов.
Аппараты на электричестве
Казалось бы, у таких систем не должно быть проблем с потерями энергии по сравнению с их твердотопливными аналогами. Регулировка в них происходит плавно, расход электроэнергии пропорционален выбранной мощности, а обслуживание не вызывает никаких трудностей.
Проблемой использования таких приборов может стать для потребителей, у которых применяется двухтарифный расчет за электроэнергию. Это означает, что стоимость электричества днем может оказаться значительно выше, чем в ночное время, когда нагрузка на сети несравнимо ниже. Применение накопительного бака поможет заметно сэкономить затраты на отопление, если придерживаться следующего режима:
- Ночью котел работает на максимальной мощности, обогревая дом и накапливая тепло в теплоаккумуляторе.
- Днем оборудование отключается, и отопление происходит за счет отдачи накопленной энергии.
Таким образом, расходы на электричество значительно снижаются. Для автоматизации этого процесса достаточно установить переключатель с таймером.
Использование альтернативных видов энергии
Для подключения к солнечным коллекторам, тепловых насосов, подогрева грунта устанавливаются теплообменники блочного типа, сглаживающие перепад давления до 1 МПа. Эти устройства необходимы, если в накопительном баке и системе используются различные теплоносители, или не совпадают параметры давления.
В зависимости от конструкции они бывают типа ТВ или TU и выполнены из пищевой хром-никелевой стали. В одной емкости может быть установлено несколько таких теплообменников, подсоединенных к различным системам:
Использование в системе с несколькими контурами
Весь объем бака по вертикали разбит перегородками на секции, что позволяет получить расслоение воды в зависимости от температуры, а в корпусе установлен ряд патрубков. Это позволяет отбирать жидкость с различной степенью нагрева исходя из ее назначения.
Таким образом, емкость будет выполнять функцию гидрострелки. Дополнительная установка термодатчиков и связанных с ними насосов позволит поддерживать нужную температуру и в случае необходимости подкачивать воду с других слоев.
Как подобрать емкость бака для системы отопления
К системе отопления теплоаккумуляторы подключаются при помощи патрубков: подающая труба к верхней части, а обратка – к нижней. Дополнительные контуры подключаются в зависимости от желаемой температуры сверху вниз. Наибольший нагрев получается в верхней части бака.
Чтобы определить аккумулирующую способность накопленной жидкости, необходимо найти произведение ее массы, разницы температур на входе и выходе и удельной теплоемкости, которая находится из таблиц и для воды составляет 4187 Дж кг/°С или 1ккал. Полученная величина покажет, какое тепло способен отдать теплоаккумулятор при его нагреве.
Конструкция выбирается в зависимости от подключаемых теплогенераторов и потребителей, а также с учетом возможности размещения бака.
Видеосхема подключения теплоаккумулятора:
Преимуществами теплоаккумулятора являются:
- повышение экономичности и КПД котла;
- возможность регулирования температуры в различных помещениях;
- увеличение срока эксплуатации котла;
- большая автономность работы системы.
Основным недостатком остается высокая стоимость как самого бака, так и всей системы отопления. К тому же для установки оборудования необходимо много места. Решить эту проблему поможет изготовление накопительной емкости своими руками.
