Что такое теплоаккумулятор и для чего он нужен?

Что такое теплоаккумулятор и для чего он нужен

Тепловой аккумулятор, часто называемый буферной емкостью – оригинальное техническое устройство, сочетающее в себе целый ряд полезных функций. Что представляет из себя теплоаккумулятор и для чего он нужен – на эти вопросы дает ответ материал данной статьи.

Назначение теплового аккумулятора

Теплоаккумуляторы являются емкостным оборудованием, служащим для накопления определенного количества теплоты. Изделия обычно используются для выполнения 3-х основных задач:

  1. Работа в тандеме с классическим твердотопливным котлом;
  2. Работа с электрическим котлом;
  3. Объединение источников теплоты, работающих в различных тепловых режимах.

Традиционные твердотопливные котлы работают в особом пикообразном режиме – максимальное количество теплоты выделяется на пике горения топливной закладки. В подавляющем большинстве случаев это количество тепла избыточно – оно не расходуется полностью потребителями – радиаторами, системой горячего водоснабжения, водяными теплыми полами. Избыток тепла расходуется крайне нерационально – происходит перегрев потребителей, котла и его обвязки.

С ликвидацией этого негативного эффекта отлично справляется тепловой аккумулятор – как видно из названия, он является накопителем теплоты. Рабочей средой буферной емкости является вода, обладающая высокой теплоемкостью – запас тепла может иметь значительный объем. Накопленное тепло, постоянно пополняемое со стороны котла, постепенно расходуется потребителями теплоты – температурный режим при этом приобретает довольно ровный характер.

Описанный принцип рационального использования тепла прямо отражается на потреблении топлива – экономия в среднем составляет 25 – 30%.

Второй распространенный вариант использования теплоаккумулятора – работа с электрическим котлом отопления. В этом случае основной задачей является именно экономия энергоносителя, тепловой режим здесь не требует корректировки.

Главным условием применения буферной емкости с электрокотлом является использование двухставочного или трехставочного тарифа оплаты электроэнергии. При использовании этих тарифов стоимость энергоресурса в вечерние и особенно в ночные часы ниже, чем в дневное время. Эта особенность используется следующим образом – в ночное время электрический котел работает на повышенной мощности, происходит накопление тепла, которое равномерно расходуется днем – котел при этом работает на пониженной производительности. По некоторым данным, общая экономия электроэнергии при работе по такой схеме составляет величину от 10 до 25%.

Третье техническое решение по использованию теплового аккумулятора – интеграция различных источников теплоты – котлов разных модификаций, тепловых насосов, солнечных коллекторов. Здесь буферная емкость является центральным элементом схемы, объединяет тепловые потоки и реализует экономичный режим работы, используя лучшие свойства разных теплогенерирующих устройств.

Кроме указанных основных вариантов применения теплоаккумуляторы могут реализовать следующие дополнительные функции:

  1. Работа в режиме гидрострелки – с полным или частичным разделением котлового (первичного) и вторичного контура (потребители);
  2. Реализация функций распределительного коллектора – для этого обечайка корпуса изделия оснащается группой патрубков со стороны потребления;
  3. Выполнение функций бойлера косвенного нагрева – при отключенном отоплении, чаще всего в межсезонье.

Устройство и виды тепловых аккумуляторов

По своей конструкции буферные емкости бывают 4 видов:

  1. Емкость с патрубками со стороны котла и со стороны потребителей;
  2. Емкость с теплообменником для котла (змеевикового типа);
  3. Емкость с несколькими змеевиками для нескольких источников теплоты;
  4. Любое устройство вышеуказанных типов со встроенным баком приготовления горячей воды.

По форме изделия бывают цилиндрические и прямоугольные, могут изготавливаться самостоятельно или в промышленных условиях. Корпус емкости выполняется из углеродистой или высоколегированной стали, змеевики изготавливаются обычно из медных или нержавеющих труб. При изготовлении корпуса из обычной стали внутренняя поверхность покрывается специальной защитной эмалью или стеклокерамикой, для снижения скорости коррозии в изделия монтируются аноды из магния или титана.

Снаружи обечайка емкости в обязательном порядке покрывается слоем тепловой изоляции, последним элементом изделия является защитно-декоративная обшивка из металла или пластика.

Минимальный объем емкости должен составлять 200 – 250 литров – в ином случае количество накопленного тепла слишком мало. Для конкретных условий объем изделия подбирается из расчета 40 – 50 литров воды на 1 киловатт мощности теплового источника (или нескольких источников). В некоторых случаях аккумулятор может быть оснащен съемным ТЭНом мощностью 1,5 – 2,0 кВт – тогда аппарат может работать в режиме накопительного водонагревателя или использовать эту мощность в качестве дополнительного подогрева.

При наличии одного змеевика подача от котла подключается к верхнему патрубку, обратный трубопровод – к нижнему. Если в работе используется несколько теплогенераторов, то подключение их производится по направлению сверху вниз – в верхний сектор агрегаты с высокотемпературным режимом, ниже – низкотемпературные источники, например тепловой насос или солнечный коллектор.

Присоединение потребителей производится в аналогичном порядке – высокотемпературные устройства к верхним патрубкам (бойлер косвенного нагрева ГВС), в среднюю зону – система радиаторного или конвекторного отопления, к нижним патрубкам – узел управления и циркуляции водяных теплых полов.

Важной функцией ТА является гидравлическое разделение контура котла и контура потребления тепла – работа оборудования при этом отличается равномерным режимом, взаимное влияние радиаторов, бойлера и теплых полов друг на друга становится минимальным.

Качество разделения гидравлических потоков зависит от конструкции буферной емкости – при отсутствии змеевиков происходит частичное разделение, при работе со змеевиками оно становится оптимальным. Здесь следует отметить, что при полном разделении оба контура должны оборудоваться собственными группами безопасности и расширительными баками мембранного типа.

Если резюмировать все вышесказанное, то можно сделать следующие однозначные заключения:

  1. Теплоаккумулятор является отличным средством для снижения затрат на топливо;
  2. Многофункциональность изделия позволяет сэкономить средства на приобретение отдельных распределительных коллекторов и гидравлического разделителя;
  3. Простота конструкции дает возможность самостоятельного изготовления агрегата – а это тоже определенная экономия;
  4. Применение буферной емкости в схеме автономного отопления с несколькими источниками или твердотопливным котлом значительно улучшает общие показатели работы системы – выравнивает температурный режим, обеспечивает высокую степень независимости отдельных элементов, дает возможность использования оптимальных свойств каждого теплогенерирующего устройства – котла, теплового насоса, солнечных батарей, позволяет подключать каскадом несколько котлов.

Единственным недостатком теплоаккумулятора можно назвать крупные габариты – это практически исключает возможность его использования в автономных системах квартир многоэтажных жилых домов. Но чаще всего такой необходимости и не появляется – обычно квартиры имеют ограниченную площадь, твердотопливные котлы там не применяются, альтернативные источники энергии – тоже, установка нескольких разнотипных котлов не имеет смысла.

(Просмотров 154 , 1 сегодня)