Буферен (акумулиращ) капацитет за отоплителни системи

Акумулиращ (буферен) капацитет (топлинен акумулатор) е ключов елемент в системите за отопление на помещения, предназначен да акумулира и съхранява топлинната енергия, получена от различни източници (котли на твърдо гориво, електрически котли и др.), и след това да я използва при необходимост в системи за отопление и водоснабдяване.

Принципът на работа на буферния капацитет е прост и ясен - същият е като при автомобилен акумулатор: докато генераторът работи, той натрупва излишна енергия, която впоследствие връща при необходимост. Топлинният акумулатор по подобен начин натрупва топлинна енергия за по-нататъшно потребление в помещението.

Всъщност буферните резервоари (топлинни акумулатори) за отопление представляват голям термос под формата на вертикален стоманен резервоар - цилиндър с изолирани стени. Височината му, като правило, е много по-голяма от диаметъра (3-5 пъти). Изолацията с топлоустойчива гума от пяна намалява загубата на топлина през стените на резервоара. В отоплителната система буферният резервоар се намира между нагревателя и отоплителния кръг, като загрятата вода първоначално постъпва в него, а от него - по-нататък към колекторите, радиаторите и подовото отопление.

Защо е необходим буферен съд?

Причина №1. Режим на работа на котлите. Водата в тях се нагрява чрез изгаряне на гориво. Има видове котли, при които горивото може да се подава и изгаря равномерно (газови котли, котли на пелети, оборудвани с бункер и шнек за подаване). И има котли, при които това е теоретично невъзможно (котли на твърдо гориво), или котли, при които постоянното горене води до намаляване на ефективността на котела и повишено износване на пещта (котли, генериращи газ), или където постоянното отопление е много скъпо (електрически котли).котли). Нека анализираме ситуацията на примера на котли за твърдо гориво. Те са евтини за инсталиране и поддръжка, но изискват повишено внимание: ако не добавяте редовно гориво, водата в радиаторите се охлажда бързо. Това е от честото облицоване на дърва за огрев, съответно от опасността от замръзване през нощта, когато полагате дърва за огрев, не е много удобно, а топлинният акумулатор (буферен резервоар) спестява. Загрятата вода влиза в него и постепенно се изразходва за отопление. Инсталирането на буферен резервоар няколко пъти увеличава интервалите между запалванията на котела и съответно намалява разхода на гориво със същото количество.

В случай на електрически бойлер е полезно да се монтира буферен съд чисто по икономически причини. Има дневни и нощни тарифи за консумирана електроенергия, които се различават една от друга на моменти (при наличие на подходящ измервателен уред). Настройката на буферния резервоар ви позволява да настроите режима на работа на котела, така че да се загрява само през нощта.

Причина № 2.Неравномерно отдаване на топлинна енергия по време на работа. Ако имате монтиран котел на твърдо гориво, вероятно сте запознати със следната ситуация: зима е, котелът е изключен, в къщата е много студено и цялото семейство се разхожда в топли дрехи. Щом се запали котела, той пламва - в къщата става много горещо. Малко по-късно горивото изгаря и се охлажда - отново е студено. Такива температурни разлики се дължат на факта, че повечето видове твърди горива имат три фази на горене - загряване, интензивно горене и затихване. В процеса на интензивно горене горивото отделя повече топлина, отколкото изисква системата, но началната и крайната фаза, напротив, не дават достатъчно топлина. При използване на такова гориво в къщата често има големи температурни разлики и се формира доста удобен за живот климатвсе още рядко.

Буферният съд е проектиран да изглажда тези температурни разлики. Благодарение на топлинния акумулатор, без усилия и допълнително оборудване, можете да получите комфортна стайна температура за вас. Във фазата на интензивно горене контейнерът поема излишната топлина и след затихването на котела продължава да отдава топлина към отоплителната система. По същия начин буферният съд работи в комбинация с термопомпа, само че в този случай акумулира не топлина, а студ.

По този начин резервоарът за гореща вода, чиято цена може да изглежда доста висока на пръв поглед, е не само финансово изгоден, но и запазва вашето здраве, тъй като осигурява пълно изгаряне на дърва за огрев, предотвратявайки запушването на комина от катранени отлагания.

Причина №4.Защита от прегряване. В случай на котли прегряването може да бъде опасно. Във фазата на интензивно изгаряне на гориво системата може да прегрее и това може да доведе до различни неприятни последици, от повреда на оборудването до експлозия. Буферният резервоар, монтиран в системата, служи като предпазител, който абсорбира излишната топлинна енергия и предпазва охлаждащата течност от прегряване, така че можете да сте абсолютно спокойни за безопасността на котела, системата и, разбира се, себе си.

Причина №5 Спестяване. Топлинният акумулатор спестява до 30% твърдо гориво.

Как работи на практика

Котелът загрява вода и с помощта на циркулационнапомпа 1тази вода се подава къмбуферен съд. Съответно същият обем вода, но охладена, се връща в котела.Помпа 2доставя гореща вода от горната част на буферния съд към радиаторите. Същият обем вода (охладена) се връща на дъното на буферния съд.Помпа1работи, когато котелът е включен. Къмпомпа 2е свързан стаен термостат, който може да включва и изключва помпата в зависимост от температурата в къщата.

Да видим как се натрупва "допълнителната" мощност вбуферния резервоар. Спомпа 1топлинната мощност (загрята от котела вода) се прехвърля към буферния съд. Нека да е 16 kW.Помпа 2захранва радиаторите (компенсира топлинните загуби). Да приемем, че производителността на помпите е еднаква. Съответно, колко топлинна мощност идва в буферния резервоар, същото количество отива към радиаторите (същите 16 kW). Но в нашия двор е есен, температурата е 0 ° C, топлинните загуби на къщата са 8 kW. Подаваме твърде много топла вода към радиаторите. Какво ще се случи? Температурата в къщата ще се повиши. Ще достигне комфорта, зададен на термостата (напр. 20°C) ипомпа 2ще се изключи. След известно време радиаторите започват да се охлаждат и температурата в къщата също пада. Когато температурата в къщата падне под настройката на термостата,помпа 2ще се включи и отново ще загрее радиаторите. Тоест,помпа 1работи непрекъснато,помпа 2работи периодично.

Тъй като тяхната производителност е една и съща, повече гореща вода ще влезе в буферния резервоар, отколкото ще излезе. Съответно температурата на водата в буферния съд ще се повиши. Така се съхранява топлината. Сега да видим как отдаваме натрупаната топлина. Горивото в котела е изгоряло ипомпа 1е изключена. В буферния съд повече не влиза топлина. Нопомпа 2продължава да работи в същия режим, взема топла вода от буферния съд и връща студена вода. Температурата в буферния съд пада.

Видове топлинни акумулатори.

Топлинните акумулатори (буферни резервоари) се различават по много критерии, които трябва да се вземат предвид приизбор на топлинен резервоар за отоплителна система:

1. По обем: има контейнери с различни размери, най-популярните са от 300 до 5000 литра;

2. Има контейнери както с изолация, така и без изолация.

3. Има контейнери с определен брой топлообменници или изобщо без тях.

Акумулиращите резервоари с долен топлообменник са предназначени за приготвяне на топла вода чрез слънчеви колектори. Ако проектът предвижда наличието на горен топлообменник, тогава той обикновено е предназначен за приготвяне на топла питейна вода. Те също могат да имат в своя дизайн бойлер, разположен вътре, който също служи за приготвяне на топла вода.

Ако има топлообменник на средно ниво в конструкцията на резервоара за съхранение, тогава той е предназначен за отопление на резервоарите за съхранение с помощта на твърдо гориво, газ или електрически котел.

4. Резервоарите за натрупване могат да бъдат оборудвани с електрически нагреватели, които могат да затоплят вода.

5. Буферният резервоар може да бъде оборудван с хоризонтални прегради, които го разделят на отделни секции с различна температура, което позволява в някои случаи да се повиши ефективността на акумулиране на топлина.

6. Резервоарите за отопление и топла вода могат да бъдат оборудвани и с ревизионен фланец. Горещата вода се натрупва в горната част на резервоара и се използва за отопление. В средната част на резервоара се концентрира вода с по-ниска температура. С помощта на разклонителни тръби се отклонява за отопление на помещението с топъл под.

Предимства на инсталирането на акумулиращ резервоар:

1. Удължава живота на вашия котел с години, възможно дори десетилетия.

2. Позволява на вашия котел да работи при номинална температурарежими, което е много важно за него.

3. Изравнява температурните колебания в подаването от котела на твърдо гориво към отоплителните кръгове, като по този начин осигурява постоянна комфортна температура във вашия дом

4. Продължава да дава топлина на къщата ви, след като дървата за огрев в котела вече са изгорели и в този случай не е нужно да ставате през нощта и да добавяте дърва за огрев, за да поддържате къщата топла.

5. Това е едно от условията за запазване на гаранцията на много котли на твърдо гориво.

6. Позволява Ви да имате топла вода през цялото време, а не само по време на горене на котел на твърдо гориво.

7. Служи като средство за осигуряване на безопасна работа на цялата система. Запалвате котела на твърдо гориво, когато сте у дома, а топлината от акумулатора се използва, когато излизате от дома си или когато пожелаете.

8. E спестява използването на дърва за огрев от 20 до 30%.

9. Наличието на буферен резервоар ще помогне да се избегне авария, ако вашият котел на твърдо гориво е свързан чрез летлива автоматика, електричеството, както често се случва, е изключено.

10. А резервоари за съхранение с електрически нагревателни елементи В аварийни случаи, когато не е възможно да се разтопи котел на твърдо гориво или да се използва газов, е възможно да се използва като резервоар за индиректно нагряване.

11. Резервоарът за съхранение има друга важна функция. Ако имате инсталирани не един, а няколко нагревателя във вашата система, можете да ги свържете към един буферен съд. Благодарение на това можете:

изхвърлете ненужните части от системата;
настройте нагревателните устройства да работят по приоритет;
избягвайте ненужното включване на някои устройства или изключване на други.

Недостатъците включват размера на буферния резервоар и неговата цена. Капацитетът от 500 литра е с диаметър 600 мм (без изолация, с изолация - 800 мм) и височина 1800 мм. Капацитет на тон вода - 800 мм диаметър без изолация и 2000 мм височина. Тоест, за инсталирането на такава пещ, 4-5 квадратни метра площ не са достатъчни. Възможността за монтаж се появява от 5 м2 и това е само възможност. Не е сигурно, че ще проработи. За вземане на решение относно възможността за монтаж е необходимо посещение на монтажници на обекта. Удобно, такава пещ ще бъде разположена на 12-15 m2.

Как се изчислява буферният капацитет?

Най-простият метод за изчисление предвижда, че един киловат мощност на котела трябва да съответства на най-малко 25 литра, но не повече от 50 литра от обема на буферния съд, свързан към него.

По този начин, при мощност на котела от 16 kW, капацитетът на резервоара за съхранение трябва да бъде най-малко: 16 * 25 \u003d 400 литра. И не повече от 16 * 50 \u003d 800 литра. В този случай е оптимално да изберете капацитет от 500 литра.

Топлинен акумулатор с обем над 800 литра ще доведе до допълнителен разход на гориво за загряване на такъв обем работен флуид до желаната температура.