Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками

Для повышения эффективности отопительной системы в нее встраивают теплоаккумулятор. Аккумулирующая емкость для отопления позволяет оптимизировать расходы, сократить затраты на покупку топлива. При этом вы можете обслуживать нагревательное оборудование в удобное время суток, не переживая, что в ночное время дом может остаться без отопления.

Хранение теплового тепла в материалах

Тепловая энергия может храниться как материальное тепло в материале путем повышения его температуры.

Накопленное тепло или энергию можно рассчитать как

q = Vρc p dt

= mc p dt (1)

, где

q = накопленное разумное тепло в материале (J, Btu)

V = объем вещества (м 3 , футы 3 )

ρ = плотность вещества (кг / м 3 , фунт / фут 3 )

м = масса вещества (кг, фунт)

c p = удельная теплоемкость вещества (Дж / кг o C, Btu / фунт o F)

dt = изменение температуры ( o C, o F )

  • 1 кДж / (кг К) = БТЕ / (фунт м o F)

Пример — тепловая энергия, хранящаяся в граните

Тепло накапливается в граните 2 м 3 , нагревая его от 20 o C до 40 или С . Плотность гранита составляет 2400 кг / м 3 , а удельная теплоемкость гранита составляет 790 Дж / кг o C . Тепловая тепловая энергия, запасенная в граните, может быть рассчитана как

q = (2 м 3 ) (2400 кг / м 3 ) (790 Дж / кг o C) ((40 o ) C) — (20 или C))

= 75840 кДж

q кВтч = (75840 кДж) / (3600 с / ч)

= 21 кВтч

Пример — Тепло, необходимое для нагрева воды

Тепло, необходимое для нагрева 1 фунт воды на 1 градус Фаренгейта , когда удельная теплоемкость воды составляет 1.0 БТЕ / фунт o F можно рассчитать как

q = (1 фунт) (1,0 БТЕ / фунт o F) (1 o F )

= 1 Btu

Калькулятор накопления тепловой тепловой энергии

Этот калькулятор можно использовать для расчета количества тепловой энергии, хранящейся в веществе. Калькулятор можно использовать как для единиц СИ, так и для имперских единиц, если использование единиц является единообразным.

V — объем вещества (м 3 , футы 3 )

ρ — плотность вещества (кг / м 3 , фунт / фут 3 )

c p — удельная теплоемкость вещества (Дж / кг o C, БТЕ / фунт o F)

dt — изменение температуры ( o C, o F )

Навигация по записям Чем почистить пластиковые подоконники в домашних условиях – Чем отмыть пластиковый подоконник: 7 верных методовПочему шифер взрывается в костре: 23 забавы (иногда опасные!) советской детворы

Обвязка твердотопливного котла и буферной емкости

Наиболее простой будет схема обвязки, содержащая буферную емкость с предустановленным змеевиком ГВС. Преимуществом такого варианта будет значительная экономия места в бойлерной за счет отсутствия отдельного бойлера. Еще один дополнительный плюс — скромная экономия на вложениях из-за отсутствия необходимости покупать и устанавливать еще один узел. В таком варианте упрощается процесс обслуживания системы, так как не будет проблем борьбы с бактериями.

Читайте также:  Проекты домов и коттеджей с панорамным остеклением

Летом теплоаккумулятор со змеевиком ГВС становится полноценным бойлером косвенного нагрева. Насос в схему подключается стандартной дюймовой трубой, на электрический котел хорошо подходит труба ¾ или дюйм. Если запланирована установка буферной емкость объемом не менее 1000 л, то получается более экономно и целесообразно обратку от электрического котла немного поднять и подключить основной контур не снизу, а выше, в средние выводы теплоаккумулятора. При такой схеме котел не будет постоянно нагревать весь объем, что снизит скорость его амортизации. Этот параметр зависит от техзадания.

Если требуется обвязать не твердотопливный, а газовый котел, то используется такая же схема контура, как и для электрического. Необходимо отметить, что в рассматриваемой нами схеме стандартный электрический котел уже содержит в себе все необходимое:

  • насос;
  • датчик давления;
  • предохранительный клапан.

При выборе модели, в которой эти части отсутствуют, котел придется соответствующим образом обвязать.

Использование теплоаккумуляторов

От того, как именно сгорает твердое топливо в топке котла, зависит очень многое. Распознать режим горения можно по цвету пламени:

  1. Белый цвет означает, что в топку подается чересчур большой объем воздуха и значительная часть тепла, которое могло бы быть усвоено, вылетает вместе с ним в дымоход.
  2. Желтый цвет говорит о том, что топливо сгорает в оптимальном режиме: КПД котла в это время является максимальным, а выхлоп – наиболее экологичным. Котел проектируется так, чтобы на номинальной мощности он работал именно в таком режиме.
  3. Красный цвет говорит о недостатке кислорода: топливо горит дольше и с меньшей теплоотдачей, но КПД при этом сильно падает, а в выхлопе содержится много тяжелых углеводородных радикалов (недоокисленные части молекул топлива) и большое количество угарного газа.

Приобретая котел, мы подбираем его мощность в расчете на самую низкую температуру, которая может наблюдаться в нашем регионе. И в сильный мороз отопитель работает на номинальной мощности, при которой топливо сгорает в оптимальном режиме. Но экстремальные холода царствуют недолго, и в остальное время заслонку приходится перекрывать, уменьшая теплоотдачу. При этом режим горения превращается из оптимального в наименее выгодный.

Владельцам русских печей такая проблема не знакома: данный агрегат всегда протапливается в оптимальном режиме, а избыток тепла накапливается кирпичным массивом и затем в течение долгого времени постепенно отдается в помещение.

Хорошо бы такую тактику применить и для стального или чугунного котла, но стенки таких приборов не обладают достаточной теплоемкостью. Остается только одно: создать и подключить к котлу отдельное устройство, способное аккумулировать тепло.

Попутно уменьшается объем угарного газа в выбросах, а подкладывать дрова или уголь нужно будет гораздо реже. При этом возможность перегрева и закипания теплоносителя в теплообменнике котла почти полностью исключается.

Не помешает теплоаккумулятор и владельцу электрического котла. Ночью, как известно, электроэнергия стоит в 3 раза дешевле, чем днем. При наличии теплоаккумулятора можно перейти на дифференцированный тариф и пользоваться электрокотлом только ночью.

Читайте также:  Выбираем лучший котел на дровах длительного горения

Особенности внутреннего и внешнего устройства

Теплоаккумулятор представляет собой резервуар в форме вертикального цилиндра, сделанный из черной или нержавеющей листовой стали высокой прочности.

На внутренней поверхности прибора имеется слой бакелитового лака. Он предохраняет буферную емкость от агрессивного влияния технической горячей воды, слабых растворов солей и концентрированных кислот. На внешнюю сторону агрегата наносится порошковая краска, стойкая к высоким термическим нагрузкам.

Объем бака варьируется от 100 до нескольких тысяч литров. Самые вместительные модели имеют крупные линейные размеры, затрудняющие размещение оборудования в ограниченном пространстве домашней котельной

Внешняя теплоизоляция изготовляется из вторично-вспененного пенополиуретана. Толщина предохранительного слоя составляет около 10 см. Материал имеет специфическое сложное плетение и внутреннее поливинилхлоридное покрытие.

Такая конфигурация не дает частичкам грязи и мелкого мусора скапливаться между волокнами, обеспечивает высокий уровень водонепроницаемости и повышает общую износостойкость теплоизолятора.

Теплоизолятор не всегда входит в комплект теплоаккумулятора. Иногда его приходится покупать отдельно, а потом самостоятельно монтировать на агрегат

Поверхность защитного слоя закрывается чехлом из кожзаменителя хорошего качества. Благодаря этим условиям вода в буферной емкости остывает гораздо медленнее, а уровень общей теплопотери всей системы существенно снижается.

Против скачков в давлении водоснабжения

Водопроводная сеть часто бывает нестабильной, поэтому элементы системы отопления, использующие ее, могут страдать от скачков давления. Чтобы обезопасить технику, используется гидроаккумулятор для системы отопления. Часто его сравнивают с мембранным расширительным баком, но не все знают, что это не одно и то же.

Гидроаккумулятор в системе отопления

Мембранный бак используется для того чтобы сгладить расширения теплоносителя (воды). А для питьевой воды используется гидроаккумулятор для системы отопления схема установки которого служит для поддержания запаса воды, поддержания необходимого напора, защиты системы от гидроударов.

Сборка теплоаккумулятора своими руками

Простой теплоаккумулятор можно самостоятельно сделать из стальной бочки. Вместо нее можно сварить емкость нужного размера из листа нержавеющей стали. Лучше использовать материал толщиной не меньше 2 мм.

Дальнейшие работы ведем в таком порядке:

  1. Для нагревания теплоносителя в буферной емкости понадобится медная трубка сечением 20-30 мм и протяженностью 8-15 м (длина зависит от габаритов бака). Из трубки делаем спираль и помещаем ее внутри емкости.
  2. В качестве аккумулирующего резервуара будет использоваться верхняя часть бака. Здесь устанавливаем патрубок для выведения горячей воды. Снизу монтируем входной патрубок для поступления холодной воды. Каждый патрубок оснащаем запорной арматурой.
  3. Обязательно проверяем герметичность емкости. Для этого смазываем швы керосином, а внутрь наливаем воду.
  4. Если течи нет, переходим к утеплению резервуара. Сначала внешнюю сторону зачищаем и обезжириваем, потом покрываем грунтовкой и красим порошковой термостойкой краской.
  5. Оборачиваем резервуар рулонным утеплителем (базальтовой ватой) толщиной 60-80 мм. Закрепляем материал скотчем. Сверху крепим фольгированный утеплитель.
  6. После этого подключаем емкость к системе отопления дома и нагревательному оборудованию.
  7. Самодельный теплоаккумулятор нужно укомплектовать предохранительным клапаном, манометром и температурным датчиком.
Читайте также:  Как построить камин своими руками – пошаговая инструкция!

Как подключить

На начальном этапе следует установить котел согласно схеме. На трубу, которая будет идти к накопителю, нужно будет поставить специальную группу безопасности и трехходовой клапан, чтобы не допустить возникновения конденсата. В дальнейшем к системе следует подключить теплоаккумулятор, а к трубе, выходящей из него, нужно будет присоединить трехходовой смесительный кран.

Теплоаккумулятор не обойдется без установки циркуляционного насоса, который должен быть оснащен релейным термостатом с погружной гильзой. Также следует устанавливать два обратных клапана.

Топ-10: виды теплоаккумуляторов для отопления, особенности, цена

Десятка самых популярных теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов выглядит следующим образом:

  1. Nibe BU – 500.8
  2. ETS 200
  3. HAJDU AQ PT 500
  4. HAJDU AQ PT 1000 C
  5. S-TANK СЕРИИ HFWT -300
  6. S-Tank AT 300
  7. S-TANK АТ AT-1000
  8. HAJDU AQ PT 1000
  9. HAJDU PT 300
  10. S-TANK АТ PRESTIGE -500

В розничной торговле цена может варьироваться от 55 до 200 тысяч рублей. Многие модели белорусских и немецких производителей представлены в виде стальных резервуаров, без кожуха теплоизоляции. В маркировке цифрой указывается объем накопителя. Правила безопасного использования

К накопителям тепла, сделанным в домашних условиях своими руками, предъявляются особо строгие требования безопасной эксплуатации:

  1. Горячие детали емкости не должны примыкать или как-то иначе контактировать с легковоспламеняющимися и взрывоопасными материалами и веществами. Игнорирование этого пункта может спровоцировать возгорание отдельных предметов и привести к пожару в котельном помещении.
  2. Закрытая отопительная система подразумевает постоянное высокое давление теплоносителя, циркулирующего внутри. Для это конструкция буферного бака должна быть полностью герметичной. Дополнительно можно усилить ее корпус ребрами жесткости, а крышку на резервуаре оборудовать прочными резиновыми прокладками, устойчивыми к интенсивным эксплуатационным нагрузкам и повышенным температурам.
  3. Если в конструкции присутствует дополнительный ТЭН, требуется очень тщательно заизолировать его контакты, а бак — обязательно заземлить. Таким способом получится избежать удара током и короткого замыкания, который способен вывести всю систему из строя.

При соблюдении данных правил, использование теплового аккумулятора, собранного своими руками по рабочей схеме, будет полностью безопасным и не доставит владельцам никаких проблем и хлопот.

Таким образом, сайт «Сантехник Портал» не оставляет никаких сомнений в том, что теплоаккумулятор для котла значительно улучшает условия эксплуатации прибора. Твердотопливный агрегат сжигает дрова с максимальной выработкой КПД, а после прогрева количество походов в котельную снижается до минимума. Однако данное устройство заводского производства — недешевое удовольствие, поэтому большинство аккумуляторов в частных домах сделаны своими руками или на заказ у мастеров.