Теплоаккумулятор для системы отопления

Теплоаккумулятор для системы отопления

Установка теплоаккумулятора – рациональное техническое решение для систем отопления, базовыми элементами которых являются твердотопливные и электрические котлы. Материалы статьи дают обзор назначения, функций, устройства теплового аккумулятора, описывают схемы подключения в обвязку теплогенераторов.

Для чего нужен теплоаккумулятор 

Назначение теплоаккумулятора

Основное назначение теплового аккумулятора вытекает из его названия – это накопление определенного количества теплоты, вырабатываемого теплогенераторами различного типа. Теплоаккумулятор выполняет следующие основные задачи:

  1. Накопление излишков тепла, образующихся при работе твердотопливных агрегатов;
  2. Сохранение теплоты, произведенной электрическим котлом при пониженном тарифе (двухставочном);
  3. Интеграция различных источников теплоты;
  4. Работа в режиме гидравлического разделителя;
  5. Работа в режиме распределительного коллектора;
  6. Производство горячей воды в межсезонье.

Классические твердотопливные котлы работают в пикообразном тепловом режиме – максимальная выработка тепла происходит при основном процессе сгорания топливной закладки. Зачастую количество тепла, выработанное котлом на твердом топливе, превышает потребности тепловых потребителей – радиаторного отопления, водяных теплых полов, бойлера косвенного нагрева.

Теплоаккумулятор сохраняет излишки тепла, при снижении выработки тепла котлом накопленная теплота постепенно расходуется в систему отопления и ГВС. Экономия топлива в случае применения ТА в тандеме с твердотопливным котлоагрегатом составляет 30 – 35%.

В случае использования в качестве основного теплогенератора электрического котла теплоаккумулятор производит накопление теплоты при работе теплогенератора в ночное время. Реализация алгоритма двухставочного тарифа дает возможность максимальной выработки тепла в ночное время – при низкой стоимости электроэнергии. Электрокотел ночью работает по 2-м направлениям – обеспечение нужд потребителей (радиаторов, теплых полов, БКН) и создание запаса тепла на будущий (дневной) период.

Третья задача теплоаккумулятора – интеграция различных источников теплоты. Источниками теплоты выступают котлы, работающие на различных видах топлива и альтернативные тепловые устройства – тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Разнотипные котлы и альтернативные теплогенераторы работают в различных тепловых режимах, дополняют или замещают друг друга. Это позволяет значительно снизить потребление топлива основным теплогенератором, обеспечить наличие резервного теплового оборудования при перебоях в поставке топлива. Подробнее об этом рассказано в отдельной публикации.

Следующая техническая возможность теплоаккумулятора – работа в режиме гидравлического разделителя и распределительного коллектора. Функцию гидрострелки он может выполнять при любой конфигурации своего устройства – при наличии встроенных спиральных змеевиков и без них. Тепловые аккумуляторы часто оборудуются системой патрубков для подключения потребителей – в этом случае они могут выполнять функцию распределительного устройства (прямого и обратного), установка в обвязку котельной коллекторов в этом случае не требуется.

В межсезонье теплоаккумулятор может работать в режиме бойлера косвенного нагрева или электрического накопительного водонагревателя (при наличии встроенного ТЭНа), использует теплоту альтернативных источников.

Устройство теплового аккумулятора

По конструкции ТА схож с классическим бойлером косвенного нагрева. Выделяют следующие основные типы устройств:

  1. Простейшие – без теплообменника;
  2. С одним встроенным спиральным теплообменником;
  3. С несколькими теплообменниками;
  4. С встроенным баком ГВС.

Емкости тепловых аккумуляторов выполняются из обычной или высоколегированной (нержавеющей стали). В случае использования обычных марок стали резервуар оборудуется магниевым или титановым анодом, снижающим скорость коррозии, внутренняя поверхность покрывается специальными составами – эмалью, стеклокерамикой. Чаще всего резервуары имеют цилиндрическую форму, но встречаются и устройства прямоугольного сечения.

Теплообменники изделий обычно выполняются из медных или нержавеющих труб. Концы трубопроводов выходят через стенку устройства и оборудуются резьбами для подключения линий подачи и возврата теплоносителя. Кроме того, емкости имеют патрубки для присоединения группы безопасности, подпитки системы из сети холодного водоснабжения, патрубок для слива воды.

Емкость качественно изолируется различными материалами – чем лучше тепловая изоляция, тем эффективней работа теплового аккумулятора. Слои изоляции снаружи закрываются декоративным кожухом из высокопрочного пластика или металла. Зачастую емкости аккумуляторов оборудуются съемными электрическими ТЭНами мощностью 2 – 3 кВт.

Тепловые аккумуляторы бывают промышленного изготовления, можно изготовить это устройство и самостоятельно. Для этого потребуются определенные навыки слесарных работ, наличие электросварки и инструмента. Объем  емкости теплоаккумулятора подбирают из расчета 35 – 50 литров воды на 1 кВт суммарной тепловой мощности всех источников теплоты. Подробнее об устройстве и порядке изготовления ТА можно прочитать здесь.

Схемы подключения теплоаккумулятора

Вид схемы подключения зависит от устройства теплового аккумулятора, количества теплогенераторов и контуров потребления. Простейшая схема имеет следующий вид:

Схема подключения теплоаккумулятора

Подача теплоносителя из теплогенератора подключается к верхнему патрубку емкости, обратный трубопровод – к нижнему патрубку. К противоположным патрубкам присоединяются контуры потребления. При наличии двух патрубков со стороны потребления к ним подключаются распределительные коллекторы, при наличии системы патрубков – потребители подключаются напрямую (изображено на схеме). Подключение всех линий производится через арматуру с разъемными соединениями – чаще всего через шаровые краны со сгоном типа Американка.

Следует отметить, что при наличии в ТА одного или большего числа теплообменников происходит полное гидравлическое разделение системы потребления и котельной.

В этом случае обязательна установка группы безопасности и расширительного бака мембранного типа с каждой стороны – в системе потребления и в обвязке котельной. При этом расчет объема мембранного расширительного бака для каждой стороны производится отдельно.

При отсутствии теплообменника в аппарате теплоаккумулятор работает в прямом режиме гидравлической стрелки. При этом эффективность аккумулирования тепла несколько снижается, вместо группы безопасности достаточно установить на ТА воздухоотводчик. При наличии в устройстве теплообменников выполняется полное разделение гидравлических потоков, в некоторых случаях оно превосходит по качеству принцип работы классической гидрострелки.

При комбинировании 2 котлов различного типа – газового, твердотопливного, электрического или жидкотопливного – подключение их к емкости может производиться двумя способами:

  1. К общим патрубкам с организацией обвязки котлов через трехходовой клапан;
  2. К отдельным патрубкам устройства.

Подключение источников теплоты, имеющих разные тепловые режимы работы – альтернативных агрегатов и котлов – чаще всего производится к отдельным теплообменникам.

Схема обвязки теплоаккумулятора с разными источниками тепла
Схема обвязки теплоаккумулятора с разными источниками тепла

Низкотемпературные теплогенераторы (конденсационные газовые котлы, тепловые насосы, солнечные коллекторы) подключаются к нижней части теплоаккумулятора, высокотемпературные – котлы – к верхней части.

Порядок подключения потребителей имеет схожий алгоритм. К нижней части подключаются низкотемпературные потребители, прежде всего водяные теплые полы и стены, к верхней – бойлер косвенного нагрева, в средней части – приборы водяного отопления – радиаторы и конвекторы. Для обеспечения циркуляции котловой контур и контуры потребления оборудуются циркуляционными насосами.

Большинство ТА оборудованы патрубками для присоединения линии подпитки системы. При наличии теплообменника с этой линии производится пополнение теплоносителем только потребителей тепла – подпитку котлов следует производить по отдельно смонтированной линии.

Теплоаккумулятор – превосходное теплотехническое устройство, сочетающее в себе массу функций. Использование его в системе отопления позволяет снизить расходы на топливо, прежде всего на твердые сорта и электричество. Повышается качество управления системой, возникает возможность интеграции разнотипных источников теплоты. Многофункциональность устройства позволяет исключить из схемы дополнительные устройства – коллекторы, гидрострелку. Практика говорит о том, что затраты на установку теплового накопителя обычно быстро окупают себя.

(Просмотров 61 , 1 сегодня)