Аккумулирующие баки


система отопления с аккумулирующим баком Работа любого твёрдотопливного котла циклична: активное горение и нагрев теплоносителя чередуются с простоем, когда топливо выгорело до золы и вся система остывает. Обычно это ночные часы, когда топить некому, а ведь тепло хочется сохранить до утра. Для поддержания комфортной температуры применяют аккумулирующие баки. Иначе их называют буферные ёмкости.

Конструкция аккумулирующих баков

аккумулирующий бак

В самом простом исполнении аккумулирующий бак – это теплоизолированная бочка с водой. Во время активной фазы, когда котёл раскочегарился и отдаёт максимум тепла, бак накапливает горячую воду. Когда пламя в топке погасло, подогретый носитель идет в радиаторы уже из бака.
В буферных ёмкостях промышленного производства внутри могут размещаться несколько теплообменников, позволяя получать тепло от альтернативных источников, например, солнечных коллекторов или же электрокотлов. В этом случае, помимо выравнивания суточной температуры в помещении, экономится электроэнергия (оплата по ночным, более низким тарифам при многотарифном режиме потребления).

Схема подключения аккумулирующих баков

Простая схема подключения, приведённая ниже, поясняет работу системы отопления с твёрдотопливным котлом и буферной ёмкостью.

 

схема подключения буферной ёмкости


В топке происходит горение, циркуляционный насос 1 подаёт нагретый теплоноситель в буферную ёмкость, одновременно с ним насос 2 с подключённым термостатом прогоняет горячую воду через систему отопления.
Когда температура в доме достигает заданной на термостате, насос 2 отключается, и начинается накопление горячей воды в баке. Отработав закладку топлива, котёл гаснет, а насос 1 отключается.
Постепенно радиаторы остывают, и термостат включает насос 2, который снова гонит горячую воду в систему, но уже из бака. Таким образом, поддерживается заданная температура, и не нужно подниматься ночью из постели, чтобы подкинуть дров или угля.

Подбор производительности насосов

Учитывайте следующие факторы:

  • гидравлическое сопротивление системы труб и радиаторов больше, чем контура котёл-бак;
  • во время одновременной работы насос 2 не должен «передавливать» насос 1, прогоняя по радиаторам холодную воду со дна бака.

Несложно примерно подсчитать требуемый объём бака.
Для этого воспользуемся формулой количества теплоты Q=cmΔt. Принимаем разницу температур Δt=30 °С (90 °С в баке и 60 °С в системе отопления), а с – это удельная теплоёмкость воды 4,187 кДж/кг·°С или же 0,0012 кВт/кг·°С.

На каждые 10 кв. м площади помещения необходим 1 кВт тепла в час. Значит, на 100 квадратов необходимо 10 кВт, и если предполагается, что топливо догорит в полночь, то до утра остаётся 6 часов. То есть необходимо в этот промежуток времени отдать 60 кВт. Выносим массу в формуле, получаем m=Q/cΔt. В итоге имеем m=60/(0,0012х30)=1667 кг.

Из этого следует, что необходимо установить аккумулирующий бак минимум на 1,5 куба воды. К тому же понадобится не 10 кВт котёл, а с полуторным запасом, ведь во время «зарядки» надо будет распределять тепло в бак и в СО одновременно.

Но в этом расчёте не учтены теплопотери самого помещения, которые зависят от температуры «за бортом», использованных стройматериалов и утепления стен. Практика говорит, что достаточно 500-1000 литрового бака, но и это штуки габаритные и тяжёлые, а главное – недешёвые. Поэтому за точным расчётом лучше обратиться к специалистам.

Более сложные обвязки, как на следующей схеме, позволяют подключать дополнительные контуры, но обязательно требуют тщательного расчёта и выверенной автоматики.

Преимущества и недостатки буферных ёмкостей

Плюсы:

  • автоматизация – поддержание ровной комфортной температуры;
  • предохранение котла и системы отопления от закипания и перегрева помещения.

Недостатки:

  • большие габариты;
  • сравнительно высокая стоимость оборудования.

Заводские и кустарные теплоаккумуляторы

Народные умельцы пытаются изготавливать буферные ёмкости самостоятельно. Но при этом,

  • во-первых, материалы всё равно нужно где-то приобретать;
  • во-вторых, в кустарных условиях не сделать внутренние змеевики дополнительных контуров;
  • в-третьих, в конструкцию ради удешевления закладываются ошибки (например, плоские крышки цилиндрического бака, которые при эксплуатации выпучит из-за термического расширения воды).

Поэтому покупайте аккумулирующие баки только заводского производства с паспортом, в котором указаны основные параметры и требования.