Sisteme de încălzire cu acumulatori de căldură

Conținutul articolului

• Ce este un dispozitiv de stocare a căldurii
• Ce oferă instalarea unui acumulator de căldură
• Criterii de selecție pentru un rezervor tampon
• Calculul acumulatorului de căldură
• Caracteristici de instalare și funcționare

Există o modalitate de a apropia confortul utilizării unui cazan cu combustibil solid de confortul pe care îl oferă încălzirea pe gaz natural. Acumulatorul de căldură nu numai că reduce frecvența de aprindere, dar oferă și economii semnificative în încălzirea electrică cu un sistem de plată cu tarife multiple.

Ce este un dispozitiv de stocare a căldurii

Sarcina de conservare a energiei termice este una dintre cele mai presante probleme din sectorul energetic mondial. În primul rând, soluția sa este necesară pentru a optimiza funcționarea sistemelor de conversie a energiei solare, dar același tip de problemă este și în gospodăriile obișnuite. Unii proprietari de case de țară nu sunt atrași de ideea de a deveni pompier, în timp ce cei care utilizează electricitate pentru încălzire sunt preocupați în principal de reducerea costurilor.

Toate aceste sarcini pot fi rezolvate prin instalarea unui acumulator de căldură, care acumulează energie în modul de funcționare activă a încălzitorului, apoi îl transferă în sistem o perioadă lungă de timp. Pentru a evita confuzia, trebuie menționat imediat că dispozitivele de stocare a căldurii sunt de două tipuri:

1. Acumulatoare de căldură cu magnezit instalate în dispozitive de încălzire electrică.
2. Rezervoare tampon cu apă – o substanță naturală cu cea mai mare capacitate de căldură.

Primul tip de stocare a căldurii este cunoscut de aproximativ o jumătate de secol și servește ca înlocuitor pentru convectoarele electrice, în cazul în care plata multi-tarifară pentru electricitate este relevantă. Căldura stocată a învelișului de magnezit este capabilă să ofere între 8 și 12 ore, încălzirea casei în timpul zilei, fără a consuma electricitate. Principalul dezavantaj al acestor acumulatori de căldură este nevoia de a calcula cu exactitate capacitatea termică individual pentru fiecare cameră, ținând cont de inerția structurilor de construcție, pierderile de căldură și volumul de aer. Erorile în calcule duc la încălcarea regimului climatic și, în consecință, la lipsa absolută de utilizare a acumulatoarelor de căldură de acest tip.

Rezervorul tampon este un rezervor de apă integrat în sistemul hidraulic de încălzire. Încălzirea lichidului de răcire-tampon se poate efectua direct – astfel de rezervoare se numesc cu un singur circuit sau printr-un schimbător de căldură, adică lichidele de răcire din diferite circuite sunt izolate unele de altele. Versatilitatea stocării apei îi permite să fie utilizată atât pentru transferul de căldură uniform în moduri tranzitorii, cât și pentru stocarea de energie în perioada tarifară de noapte. Acest tip de acumulatori de căldură este cel mai interesant pentru consumatorul rus și îl vom menține în detaliu..

Ce oferă instalarea unui acumulator de căldură

Acumulatorul de căldură nu poate fi clasificat ca actualizare a sistemului de încălzire bugetară. Costul mediu începe de la 120-140 de mii de ruble. și poate atinge jumătate de milion, iar intervalul de preț specificat este relevant pentru sistemele care asigură căldură locuințelor cu o suprafață de până la 150 m². Se ridică o întrebare firească: care este justificarea achiziționării unui echipament atât de scump??

Pentru a înțelege fezabilitatea instalării unui dispozitiv de stocare a căldurii, trebuie să înțelegeți bine specificul funcționării acestuia. În primul rând, merită să ne amintim că nu oferă avantaje tangibile în tandem cu un cazan care funcționează pe gaz natural, combustibil, adică cu o alimentare automată. Este logic să instalați un acumulator de căldură cu unități electrice sau cu combustibil solid, cu încărcare manuală, precum și împreună cu colectoare solare. În această ordine, se pot distinge o serie de avantaje:

1. Îmbunătățirea confortului de funcționare al unui cazan cu combustibil solid – numărul de aprindere poate fi redus la unul pe zi, iar acest lucru este valabil atât în ​​afara sezonului, cât și în cele mai reci cinci zile..
2. Economii sporite: funcționând la putere maximă, cazanul cu combustibil solid nu pierde căldură împreună cu produsele de ardere. Apa de temperatură scăzută circulă în bobină tot timpul, absorbind eficient energia generată.
3. Extinderea duratei de viață a cazanului datorită protecției de supraîncălzire. În modul de ardere activă a flăcării, schimbătorul de căldură rămâne uscat tot timpul – din cauza absenței condensului, poluarea canalelor de fum cu gudron este încetinită în mod semnificativ, iar efectul asupra metalului bobinei de acizi formați atunci când fumul vine în contact cu umiditatea este exclus.
4. Dacă sistemul este alimentat de un colector solar, acumulatorul de căldură este de neînlocuit, deoarece datorită acestuia este posibil să se încălzească volumul locuibil nu numai în timpul zilei, ci și noaptea.
5. Caracteristicile de proiectare ale acumulatorului de căldură facilitează implementarea unui sistem de apă caldă, inclusiv cu recirculare.

Criterii de selecție pentru un rezervor tampon

După cum am menționat deja, gama de prețuri pentru dispozitivele de stocare a căldurii cu o capacitate identică este foarte mare. Pentru a face alegerea corectă, trebuie să știți ce determină calitatea și durabilitatea echipamentelor. Materialul corpului containerului are o importanță primordială:

• Oțelul carbon poate fi utilizat în sistemele care nu au o refacere regulată a apei, ceea ce înseamnă că piesele metalice nu sunt expuse constant la oxigenul dizolvat.
• Oțelul inoxidabil are proprietăți anticorozive, un astfel de recipient este complet incapabil să provoace formarea nămolului în sistem și este considerat cel mai avansat tip de stocare a căldurii, dar este mai scump decât alții..
• Carcasă metalică cu acoperire polimerică – în acest caz, rezistența la coroziune a materialului de bază al rezervorului nu este critică, deoarece carcasa de protecție garantează puritatea lichidului. Cu toate acestea, trebuie să fii atent: unii compuși polimerici pot reacționa cu purtători de căldură speciali, în plus, grosimea învelișului metalic trebuie să fie suficient de mare pentru a rezista la eforturi mecanice.

Proiecte de acumulatori de căldură: 1 – conectare directă a circuitelor; 2 – cu un schimbător de căldură; 3 – cu două schimbătoare de căldură

Nu merită să luați în considerare rezervoarele tampon serios realizate integral din plastic. Astfel de dispozitive de depozitare nu pot rezista la încărcarea din lichidul care se extinde atunci când sunt încălzite, în plus, la temperaturi ridicate, multe materiale polimerice își pierd proprietățile..

Nu numai materialul în sine este important, ci și caracteristicile structurale ale cazului. Așadar, cea mai bună opțiune este o formă cilindrică cu fundul sferic ștampilat dintr-o bucată. Echipamentele importate, printre altele, se caracterizează printr-o calitate superioară a sudării, este testat de o presiune hidraulică crescută înainte de livrarea produselor pe piață. Complexitatea echipamentului joacă, de asemenea, un rol: cele mai simple depozite sunt incluse în sistem direct, dar dacă se utilizează un purtător de căldură special în încălzire, transferul de căldură se realizează conform schemei: circuitul cazanului – depozitare – circuitul de încălzire prin schimbătoare de căldură. În acest caz, protecția împotriva înghețării apei în rezervorul de depozitare este implementată prin instalarea unui încălzitor electric care menține o temperatură pozitivă a apei în regim de repaus. Consumul de energie este neglijabil datorită izolării termice continue a rezervorului tampon.

O altă nuanță este tipul și calitatea izolației termice, care afectează în mod direct și costurile. Modelele bugetare sunt îmbrăcate într-o carcasă din vată minerală și polistiren expandat – nu sunt cele mai ideale materiale în ceea ce privește durabilitatea și siguranța la incendiu. Modelele mai avansate au izolație termică din spumă poliuretanică, iar cele mai scumpe sunt fabricate din poliisocianurat. Aceste materiale păstrează căldura mai bine decât altele; în condițiile de funcționare ale acționării, acestea servesc zeci de ani, dacă nu chiar sute de ani, în timp ce nu reprezintă o amenințare la dezvoltarea focului..

Următoarele adăugări opționale pot afecta, de asemenea, costul dispozitivului de stocare a căldurii:

• Coajă rigidă pentru îmbunătățirea esteticii și protejarea izolației termice de deteriorarea mecanică.
• Prezența unui element electric de încălzire sau a unei conducte de ramură pentru instalarea sa.
• Robinete suplimentare de la bobina de apă sau schimbătoare de căldură suplimentare.
• Termometre încorporate, manometre, capsule pentru instalarea senzorilor electronici.

Calculul acumulatorului de căldură

De fapt, singurul parametru al acumulatorului de căldură care trebuie determinat pentru o integrare corespunzătoare în sistemul de încălzire este capacitatea acestuia. Calculul se efectuează conform unei scheme simple: timpul în care sistemul se răcește până la o valoare incomodă în absența alimentării cu energie. Trebuie să împărțiți timpul de funcționare autonom dorit la această valoare, apoi aplicați coeficientul rezultat la propria capacitate a sistemului de încălzire.

De exemplu, dacă, cu un volum de sistem de 100 litri, răcirea are loc într-o oră, iar căldura este necesară timp de 12 ore de la o aprindere, cantitatea totală de lichid de răcire ar trebui să fie de 1,2 tone, respectiv capacitatea tampon necesară este de 1100 litri. În același timp, ar trebui să se țină seama de creșterea pierderilor de căldură ale sistemului, care nu depășesc 10% chiar și în cele mai multe opțiuni de stocare bugetară..

O formulă aproximativă pentru selectarea volumului acumulatorului de căldură:

m = (P? t) / (c? T)

Unde: m– volum
P– puterea cazanului, W
?– eficiența cazanului, 0,98%
T– timpul de încălzire, h
c– capacitate termică specifică a apei, Wc / kg K
?T– temperatura delta, K

Când funcționați dintr-o unitate de încălzire electrică, capacitatea rezervorului tampon este calculată în funcție de puterea cazanului și puterea de conectare electrică admisă a instalației. Cunoscând cantitatea de energie necesară pentru încălzirea apei cu o diferență de temperatură dată, este necesar să selectați un astfel de volum, astfel încât rezervorul tampon să fie complet încălzit în timpul tarifului scăzut. De exemplu, pentru încălzirea unui litru de apă cu o deltă de 80 ° C, 93 W / h de energie electrică este necesară cu eficiența sistemului egală cu unitatea, în timp ce durata de încălzire va fi de aproximativ trei minute. Pentru a nu vă confunda în complicațiile formulelor, puteți utiliza un calculator online convenabil.

Un alt aspect al dimensionării sistemului este legat de puterea cazanului. Ar trebui să fie de două ori mai mare decât este necesar pentru un sistem fără acumulator de căldură. În primul rând, acest lucru va permite creșterea încărcării și aprinderii combustibilului în modul de putere mare, ceea ce înseamnă că va trebui să aruncați lemn de foc mai rar atunci când sistemul se încălzește. În al doilea rând, odată cu creșterea puterii cazanului, suprafața schimbătorului de căldură crește, respectiv, cantitatea de căldură care nu este absorbită va fi mai mică.

Caracteristici de instalare și funcționare

Schema de conducte a rezervorului de depozitare nu depinde de prezența și numărul schimbătorilor de căldură intermediari. La conectarea unui acumulator de căldură, se obișnuiește să separe circuitele cazanului și radiatoarelor. Fiecare dintre ele necesită instalarea de supape cu trei căi:

• Este necesară o supapă de amestec pe circuitul cazanului, astfel încât boilerul să nu funcționeze în regim de condensare, în timp ce întregul volum de apă din acumulatorul de căldură se încălzește. Amestecarea apei calde de la alimentarea la returul cazanului vă permite să mențineți temperatura schimbătorului de căldură la un nivel la care funinginea nu va fi umezită.
• O supapă de control pe circuitul radiatorului vă permite să reglați temperatura apei furnizate la încălzitoare. În primul rând, acest lucru vă permite să extindeți durata de viață a bateriei, în plus, devine posibil să respectați restricțiile de temperatură pentru sistemele cu conducte din plastic sau încălzire în pardoseală fără mijloace tehnice suplimentare.

Schema de conectare a unui cazan cu combustibil solid cu un acumulator de căldură: 1 – cazan cu combustibil solid; 2 – termostat; 3 – grup de securitate; 4 – separator de aer; 5 – pompă de circulație; 6 – supapă de control; 7 – rezervor tampon (acumulator de căldură); 8 – supapă cu trei căi; 9 – automatizare; 10 – circuit de încălzire; 11 – senzor de temperatură montat la suprafață; 12 – rezervor de expansiune; 13 – senzor de funcționare la uscat; 14 – supapa de confecționare

La instalarea unui acumulator de căldură, se formează două circuite de circulație forțată cu pompe separate. În același timp, apa caldă este furnizată dispozitivelor de încălzire cât mai curând posibil după pornirea cazanului, deoarece lichidul de răcire este preluat din partea superioară a rezervorului, unde lichidul cu cea mai mare temperatură este absorbit. Este important să nu permiteți instalarea pompelor după ce ramura să alimenteze supapele, astfel încât dacă acestea sunt complet închise, circulația sistemului nu se oprește. În același timp, nu există nicio diferență dacă pompa este instalată pe ramura de alimentare sau de retur, nu există.

Când funcționați un cazan cu combustibil solid cu un rezervor tampon, nu trebuie să funcționeze în regim de condensare. În sistemele fără acumulator de căldură, se obișnuiește limitarea furnizării de oxigen, astfel încât să puteți prelungi timpul de ardere al marcajului. În prezența unui rezervor tampon în modul de încălzire, cazanul funcționează tot timpul în modul de ardere a flăcării, ceea ce este posibil datorită volumului semnificativ al lichidului de răcire, care este capabil să absoarbă o cantitate colosală de energie termică. Pentru a evita formarea condensului, supapa de amestec cu trei căi trebuie să fie setată la o temperatură de cel puțin 60 ° C. Poate ca urmare a scăderii deltei de temperatură, transferul de căldură nu va fi atât de activ, totuși, aceasta este singura modalitate de a exclude supraîncărcarea schimbătorului de căldură, ceea ce va facilita curățarea din funingine și va prelungi durata de viață a unității de încălzire..

Intrări similare:

1. Pompa de caldura – pentru incalzire luam caldura de pe planeta Pamant Conținutul articolului Istoric pompa de caldura Proiectarea și principiul funcționării pompei de căldură Tipuri de colectoare de căldură pentru pompe de căldură La sfarsit În acest articol: Istoria pompei de căldură...
2. Transportor de căldură pentru sistemul de încălzire – apă sau antigel Conținutul articolului Cerințe pentru un lichid de răcire ideal Transportor de căldură – apă Transportor de căldură – antigel Cum să alegeți lichidul de răcire optim În ceea ce privește prevalența...
3. Surse alternative de căldură: Încălzitor de încălzire a lumânărilor Conținutul articolului Este posibil să se distribuie căldura de pe foc Cum funcționează încălzitorul „etern”? Ce puteți face un dispozitiv de încălzire Asamblăm o lampă de căldură cu propriile noastre mâini...
4. Încălzire electrică accesibilă cu o pompă de căldură Electrolux Viking Locuitorii țărilor cu climă caldă nu se pot gândi cum să-și încălzească casa sau apartamentul. Nu poți spune asta despre Rusia! Mulți proprietari sunt preocupați de alegerea celei mai economice și...

Citește mai mult  Cum să faci un cesspool singur