Топлоакумулатор за отоплителни котли - устройство, принцип на действие
Топлинният акумулатор е устройство, способно да акумулира топлинна енергия от топлинен източник, когато се произвежда в излишък, и след това да използва нейния резерв, ако е необходимо.
Топлинният източник може да бъде отоплителен котел, печка, слънчев колектор и др.
Всъщност всяко масивно тяло, което има температура по-висока от абсолютната нула, има запас от топлинна енергия. Количеството акумулирана топлина зависи от степента на нагряване и телесното тегло.
Например, всяка сграда, изработена от тухли, камък или бетонни блокове (материали, способни да акумулират топлина) е топлинен акумулатор, на чиято продължителна работа малко хора обръщат внимание. Но именно благодарение на топлинния резерв, натрупан от стените на къщата, е хладно в горещ ден и топло през нощта, когато външната температура спадне, естествената вентилационна система работи и няма резки температурни колебания по време на краткотрайно спиране на отоплението или по време на вентилация.
Друг пример за топлинен акумулатор е българска печка или друга отоплителна печка от камък или тухла. При изгаряне на дърва за огрев масивът на печката натрупва топлинна енергия и след това, охлаждайки, я предава на околното пространство.
Колкото по-голямо е теглото на печката, толкова повече топлина има и толкова по-дълго може да поддържа комфортна температура в помещението. Именно поради тази причина традиционната българска печка се прави масивна, тежаща до тон и половина и повече, и се нагрява периодично: веднъж на ден.
Традиционно камъните или печените тухли са били използвани за акумулиране на топлина, но използването им е оправдано само за отопление на печки, чието използване в прости модерни къщи не винаги е удобно. За да отоплявате по-често един модерен домизползват не печки, а отоплителни котли.
Кои котли се нуждаят от топлинен акумулатор?
Топлинният акумулатор е необходим само за котли, които работят периодично: въглища или дърва. Котли, работещи без прекъсване (газ или електричество), оборудвани с непрекъснати системи за подаване на гориво, котлите с продължително горене не се нуждаят от акумулиране на топлина.
Традиционните котли на твърдо гориво се нуждаят от периодично полагане на дърва за огрев, времето за пълно изгаряне на горивото в тях е не повече от 3 часа. В края на процеса на горене охлаждащата течност в отоплителната система не само ще се охлади до температурата на въздуха в помещението, но и в местата на граничното полагане на тръбопровода (по пода, в мазето, на тавана) може да замръзне, образувайки ледени тапи в отоплителната система, блокиращи циркулацията на водата.
При тези условия вече не говорим за комфортни условия в къщата, а за целостта и безопасността на отоплителната система. Основната задача на акумулирането на топлина в системи с котел за отопление на твърдо гориво е да се създаде резерв от топлинна енергия, чието използване по време на периода на престой на котела ще помогне да се избегне рязък спад на температурата в помещението и да се избегне замръзване на охлаждащата течност.
Устройство за акумулатор на топлина
Топлинният акумулатор за отоплителен котел трябва да е удобен не само за натрупване на топлина, но и за по-нататъшното му използване. Единственото вещество, подходящо за решаване на проблема, е охлаждащата течност. Това може да бъде вода или антифриз, поставени във впечатляващ контейнер, включен в отоплителната система.
За запазване на топлината контейнерът е допълнително изолиран: облицован с минерална вата, фолио, топлоизолационни панели, монтирани върху изолирана основа.
Обемът на топлинния акумулатор се избира споредпринцип, колкото повече, толкова по-добре, но обикновено говорим за капацитет от 2-5 m3. Друго важно допълнение: резервоарът трябва да е херметичен, с два отвора: за свързване на тръбопровода.
Топлинният акумулатор е свързан към отоплителната система паралелно с котела на принципа на отоплително устройство с връзка както към подаването, така и към връщането. При захранването трябва да се монтират спирателни вентили, които ви позволяват да променяте посоката на движение на охлаждащата течност, като я пропускате или само към отоплителните уреди, или само към топлинния акумулатор, или едновременно и там, и там. По правило това е трипътен вентил.
Как работи устройството за съхранение на топлина в отоплителна система?
При интензивно изгаряне на дърва за огрев в котел за твърдо гориво се получава максимално генериране на топлина, което позволява отопление не само на радиаторите в къщата, но и на водоснабдяването в батерията. След като дървата за огрев изгорят, топлината от котела спира да тече, но циркулацията на охлаждащата течност в системата продължава: студената вода се търкаля надолу и по-горещата охлаждаща течност от батерията навлиза в системата.
Връщащата се вода, връщаща се към отоплителния котел, също преминава през акумулатора. Ако температурата на връщането е по-висока от температурата на водата в резервоара, тогава течността вътре се загрява допълнително от връщането. Ако връщането е студено, тогава, напротив, то се нагрява преди да влезе в котела, което намалява температурната разлика между горещия котел и студената връщаща вода.
Колкото по-голяма е батерията, толкова по-дълго системата може да работи без "презареждане".
Практическа употреба
Топлинен акумулатор в отоплителна система с котел на твърдо гориво може безопасно да се нарече истинска находка за своите собственици. Именно това просто устройство ви позволява да напуснете къщата за няколко часа дори при силни студове,без страх за безопасността на отоплителната система, спете спокойно през нощта, без да скачате до котела, за да поставите нова порция дърва за огрев и да не се страхувате от унищожаването на котела, когато в него влезе твърде студена охлаждаща течност.
За управление на работата на отоплителната система с топлинен акумулатор се използва трипътен вентил.
С него можете да отворите движението на горещата охлаждаща течност само към отоплителните уреди, което обикновено се прави, ако искате бързо да затоплите стаята. Ако къщата вече е гореща и котелът продължава да работи, можете да изключите подаването на вода към радиаторите и да я изпратите само към топлинния акумулатор.
За едновременно нагряване на отоплителни уреди и топлинен акумулатор е избрано междинно положение на крана.
Топлосъхранение и циркулационна помпа
По правило котлите на твърдо гориво се използват в гравитационни отоплителни системи. В този случай топлинният акумулатор работи благодарение на естествената конвекция: студена охлаждаща течност влиза в него през долната тръба, а по-нагрята течност тече нагоре към отоплителните уреди.
В системи с циркулационна помпа топлинният акумулатор също работи, но тук скоростта на охлаждащата течност се задава от помпата, което несъмнено има положителен ефект върху работата на цялата отоплителна система.
За предимствата и недостатъците
Инсталирането на топлинен акумулатор прави отоплителната система стабилна, като изключва внезапните температурни промени не само в къщата, но и в потока на охлаждащата течност в котела.
Единственият недостатък на резервоара за съхранение на топлина е неговият размер: малък капацитет не позволява топлината да се съхранява и използва и не винаги е възможно да се намери достатъчно място за резервоар с голям обем. Да, и за да инсталирате резервоара, ще трябва да укрепите основата илисложи го в мазето.