Зачем нужна буферная емкость для системы отопления. Буферная емкость для твердотопливного котла

Установка накопительного бака в системе отопления — это экономическая целесообразность или необоснованные затраты на оборудование? Рассмотрим преимущества схемы установки тепловых аккумуляторов в сочетании с твердотопливными котлами. Приведем также пример расчета объема емкости.

Зачем нужна буферная емкость для системы отопления

На вопрос, является ли необходимость установки накопительного бака в системе отопления экономически оправданной или представляет собой ненужные расходы на оборудование, можно ответить однозначно — это целесообразно. Накопительный бак, или тепловой аккумулятор, рекомендуется устанавливать для большинства систем отопления частных домов, за исключением тех случаев, когда используется газовый котел.

Для чего нужна буферная ёмкость в системе отопления

Накопительный бак представляет собой изолированную металлическую ёмкость, как правило, объемом от 200 литров и более. Этот резервуар устанавливается между источником тепловой энергии, таким как котел, и системой отопления дома, выполняя две основные функции: служит разделителем для тепловых контуров с различными температурами и работает как аккумулятор тепла. Так, накопитель становится особенно важным, если в одной системе объединены несколько источников тепловой энергии, таких как газовые и твердотопливные котлы, электрокотлы, тепловые насосы и солнечные коллекторы. Например, в течение дня генерация тепла может происходить от солнечного коллектора, в то время как ночью — от теплового насоса или электрокотла, а в любое время работает газовый или твердотопливный котел.

Тепло, аккумулируемое в баке, затем распределяется по системе отопления, что основывается на принципе непрерывного теплообмена. Подключив накопительный бак к контуру теплообмена, можно значительно улучшить эффективность работы твердотопливного котла, позволяя ему аккумулировать и хранить тепловую энергию. Это исключает потери энергии в виде простаивающего тепла.

Использование буферных емкостей

Система отопления, в которой используется твердотопливный котел без накопительного бака, представляет собой типичную схему нагрева и подачи теплоносителя на излучающие поверхности, такие как радиаторы, батареи, панели или конвекторы. Принцип работы заключается в том, что тепло, выделяемое при сгорании твердого топлива в камере котла, используется для нагрева воды, которая затем через трубопроводы передается к радиаторам. Основным недостатком этой схемы является то, что требуется постоянное и полное нагревание всего объема теплоносителя, что приводит к перерасходу энергоресурсов. Это может вызвать ситуации, когда на улице слишком много тепла, и до 30% ресурсов используется неэффективно, так как котел, работающий на максимальных мощностях, выделяет избыточное тепло, и домовладельцам иногда приходится открывать окна для вентиляции.

Одним из распространённых решений данной проблемы является подключение накопительного бака. Резервуар, располагающийся между котлом и радиаторами, эффективно накапливает тепло, что позволяет системе работать на принципе термодинамического равновесия.

Как работает система с баком

Нагретая вода поступает в аккумулятор, где она хранится до момента необходимости. При срабатывании термостата, циркуляционный насос активируется и начинает перекачку охлаждающего теплоносителя из накопительного бака в радиаторы. Тепло передается в помещения через радиаторы, а остуженная жидкость возвращается обратно в накопитель, где она смешивается с более горячей водой. Этот процесс конвекции в свою очередь позволяет поддерживать оптимальную температуру в системе. Таким образом, в случае снижения температуры в аккумуляторе, его необходимо нагреть всего на 5-10 градусов, что требует значительно меньше энергозатрат по сравнению с полноценным нагревом на выше. То есть, система работает в двухконтурном режиме, что существенно уменьшает количество запусков котла и соответственно его последних затрат на топливо.

Преимущества и недостатки применения

Каждый источник тепла для отопления домов имеет свои особенности, которые учитываются при проектировании и установке системы отопления.

Накопительный бак для твердотопливного котла предлагает ряд непровержимых преимуществ:

1. Экономия энергоресурсов может достигать до 50% благодаря более рациональному использованию ночного тарифа и возможностей накопления всего выделяемого тепла.
2. Благодаря возможности работы на максимальной мощности, котел работает более эффективно: это значительно увеличивает его ресурс, поскольку уменьшается образование конденсата. Полное сгорание топлива снижает выбросы в атмосферу, что означает, что котел требует реже чистки.
3. Бак обеспечивает защиту от перегрева всей системы благодаря дополнительному объему теплоносителя.
4. Наиболее эффективно работа теплового аккумулятора проявляется в низкий отопительный сезон (при температуре окружающего воздуха от -5 до +10 °C).

Этот последний аргумент особенно актуален для созданий систем отопления в помещениях, расположенных в климатических зонах, подобных Украине.

Однако, накопительный бак также имеет свои недостатки и требует дополнительных условий:

1. Первоначальные затраты на закупку самого резервуара и сопутствующего оборудования для его подключения к трубопроводной системе. Тем не менее, предварительные расчеты показывают, что затраты, понесенные на начале, окупятся в течение 2-3 отопительных сезонов за счет экономии.
2. Сложность системы отопления и необходимость дополнительного места для установки оборудования. Однако усложнение доступно для тех, кто хочет поднять эффективность системы, так как обслуживание отопления будет облегчено — твердотопливный котел и дымоход будут требовать реже чистки, а расходы на топливо снизятся.
3. Для первоначального «разгона» системы может потребоваться значительное время, до 2-4 часов.

Для сокращения времени прогрева системы можно установить дополнительный байпасный контур, который обеспечит быстрый нагрев воды после нагрева тепла в радиаторах вашего дома.

Другой способ, который можно использовать — это нагрев непосредственно в баке с помощью электрического нагревательного элемента или газового запальника. Однако этот метод считается неэффективным с точки зрения энергетических затрат, поэтому его следует использовать с осторожностью.

Использование накопительного бака делает систему отопления более автономной, что способствует экономичному расходованию твердого топлива за счет накопления тепла внутри горячей воды. Несмотря на высокую стоимость заводских аналогов, многие владельцы домов рассматривают возможность изготовления накопителей самостоятельно. Эта задача требует не только знаний в области теплотехники и гидравлики, но и высококвалифицированной работы сварщика.

Для чего нужна буферная ёмкость

Установка накопительного бака значительно улучшает автономность системы отопления и оптимизирует расход твердого топлива за счет накопления тепловой энергии. Основные преимущества установки накопительного бака включают:

1. Защита системы отопления от повреждений, которые могут быть вызваны перегревом. Избыточное тепло аккумулируется и используется впоследствии, что позволяет предотвратить нежелательные перегревы.
2. Экономное и рациональное использование ресурсов; в таких системах помещения прогреваются равномерно, и открывать окна в случае повышения температуры в комнате становится не нужно, что способствует значительной экономии тепла и уменьшению потерь.
3. Упрощение и увеличение вариантов подключения к системе отопления других источников, таких как электрические или газовые котлы.
4. Исключение необходимости вставать ночью и контролировать уровень топлива; накопившееся тепло обеспечивает некоторое время поддержание комфортной температуры в комнате.

ВАЖНЫЙ! Подключение накопительного бака к системе отопления существенно увеличивает экономию на потреблении энергоносителей и общий коэффициент полезного действия (КПД), а также не создает неудобств для жильцов.

Несмотря на все преимущества, существуют также недостатки в использовании этого устройства. Наиболее значительными являются высокая стоимость, значительный вес и габариты, что усложняет монтаж и требует много свободного пространства рядом с котлом.

Рассмотрим как работает накопительный бак для твердотопливного котла. Оценим преимущества применения теплового аккумулятора в системах отопления и водоснабжения.

Когда устанавливается буферная емкость?

Хотя накопительные баки чаще всего устанавливаются совместно с твердотопливными котлами, их можно также использовать с любыми другими типами теплогенераторов. При этом система может быть организована таким образом, чтобы подавать теплоноситель любому потребителю: радиаторам, конвекторам или теплым полам.

Твердотопливные котлы

Накопительные баки обеспечивают аккумулирование тепловой энергии от твердотопливного котла с максимальным КПД, обеспечивая при этом его безопасную эксплуатацию.

Тепловые насосы

Тепловые насосы работают более плавно в сочетании с буферными баками, что способствует продлению их срока службы и снижает общий объем потребляемой энергии.

Солнечные коллекторы

Использование солнечных коллекторов позволяет существенно снизить затраты на топливо, так как солнечная энергия доступна бесплатно. Для эффективного функционирования теплоаккумулятора в комбинации с несколькими источниками тепла в систему требуется установка змеевиков или дополнительных теплообменников.

Камины

Камин может не только функционировать как эстетичный элемент, но и оказывать менее эффективное освещение. Использование теплообменников для отвода тепла и его перенаправления в накопительный бак позволяет значительно увеличить энергоэффективность такого решения.

Тепловой аккумулятор для отопительных котлов — полезные рекомендации по выбору, расчету и подключению к твердотопливным котлам. Установка видео о его работе.

Простая схема включения с подмешиванием

Тепловой аккумулятор может быть включен в систему различными методами. Наиболее простой вариант подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором хорошо подходит для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и эффективно работает даже при отсутствии электроэнергии. Для этого бак необходимо установить выше уровня радиаторов отопления. Главный контур включает циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале процесса нагрева теплоноситель собирается из котла по подающему трубопроводу, проходит через трехходовой клапан и попадает в нагреватели до тех пор, пока температура на выходе не достигнет заданного значения, к примеру, 60 °С.

При достижении этой температуры трехходовой клапан начинает подмешивать холодную воду из нижнего патрубка емкости, регулируя выходную температуру на уровне 60 °C. В то же время, горячая вода поступает в бак через верхний патрубок, соединенный напрямую с котлом, и обеспечивается зарядка аккумулятора. После полного сгорания топлива в котле температура в подающей трубе начнет снижаться. Когда температура опустится ниже 60 °C, термостат отключит подачу тепла и активирует поток воды из бака, который будет заполняться водой от источника тепла. В конце цикла трехходовой клапан вернется в исходное положение.

Обратный клапан, который установлен параллельно трехходовому термостату, активируется при остановке циркуляционного насоса. В этой ситуации теплоноситель будет извлекаться напрямую из бака, а резервуар будет заполняться охлажденной водой, когда котел будет работать в покое. Таким образом, термостат не будет участвовать в функционировании контура.

Накопительное устройство: функции, конструкции и аксессуары, особенности использования для разных котлов, многоконтурных системы отопления, установка и расчет тепловой мощности.

Заключение

Накопительный бак играет важную роль в минимизации теплопотерь за счет эффективного хранения избыточного тепла. В дальнейшем этот запас тепловой энергии используется для обеспечения работы системы отопления без необходимости активного участия отопительного аппарата.

При установке твердотопливного котла использование теплоаккумулятора становится определяющим моментом для повышения общего КПД системы отопления, что в свою очередь позволяет снизить расходы на электроэнергию, особенно при использовании электрокотлов.

Так же, накопительный бак способен выполнять роль гидравлической стрелы в многоциркуляционной системе отопления, что еще больше усовершенствует данное решение.

Чтобы узнать, как функционирует тепловой аккумулятор (буферная емкость) в современных котельных, рекомендуем посмотреть видео:

На видео продемонстрирована работа схем котельной с тепловым аккумулятором:

Мы индивидуально обследуем особенности подключения и расчета накопительного бака для системы отопления, который также носит название теплового аккумулятора для котла.

Как сделать своими руками

Самый простой способ конструирования теплоаккумулятора для отопления собственными руками предполагает использование готовой стальной бочки.

В случае отсутствия необходимой емкости, ее можно сварить из стальных листов с толщиной 2 мм. Если теплоаккумулятор будет использоваться также в качествегидрораспределителя, важным шагом будет вырезка двух штуцеров внизу и двух сверху. Длина этих элементов должна равняться толщине используемого утеплителя. К нижним патрубкам стоит подключить тройники с термометрами, что даст представление о температуре теплоносителя. Затем необходимо обернуть ёмкость фольгой и изоляционным материалом. Убедитесь, что выбранный утеплитель не выделяет никаких токсичных паров при контакте с горячими поверхностями. На последнем этапе следует закрыть обёрнутую емкость стальным или металлическим кожухом.

Если теплоаккумулятор планируется использовать в качестве водонагревателя, заготовьте еще одну батарею, которая изготовлена из медной трубы диаметром 20 мм.

Еще одним популярным методом среди домашних мастеров является создание теплового аккумулятора из еврокуба объемом 1000 литров, высокое качество которого подтверждено международным сертификатом.

Прежде чем начать изготовление теплового аккумулятора из еврокуба, следует помнить, что максимальная температура жидкости в таком баке не должна превышать 72 °C, поэтому стандартные еврокубы не подходят для систем отопления, где используются высокие температуры.

Для самостоятельного строительства теплоаккумулятора из еврокуба понадобятся следующие материалы:

• еврокуб из пищевого материала;
• три нагревательных элемента по 3000 Вт;
• корпус с проставками от G2 ″ до G1 ″ 1/4, 5 штук;
• шарнир D32 — G1 1/4 ″, 2 штуки;
• переходник-переходник G1 ″ 1/4, 2 штуки;
• контргайка G1 ″ 1/4, 5 штук;
• ракель G1 ″ 1/4 30 см, 2 штуки;
• санитарная лента или специальная целлюлозная;
• герметик;
• карданный ключ.

Сборка теплоаккумулятора проходит следующим образом:

1. Сверлом следует сделать отверстия в корпусе еврокуба для установки ТЭНов и аккуратно вставить гильзы в полученные отверстия, обеспечив герметичность соединений с помощью прокладок и силиконового герметика. Далее фиксируем гильзы контргайками и устанавливаем ТЭНы.
2. Следующим этапом является подача воды в теплообменник, которая осуществляется через сливной горловиной с помощью переходников.
3. На верхней части еврокуба вырезается и устанавливается «обратка», после чего необходимо разметить место подключения и установки теплообменника, а также выполнить вырез для штуцеров и закрепить их.
4. Для обогрева теплоаккумулятора, внутренние части рукавов нужно закрепить для соединения гофры, а затем распределить теплообменник по всему объему теплоаккумулятора.
5. При подключении теплоаккумулятора необходимо в месте установки прибора проложить лист EPPS толщиной 10 см, а по задней стене системы проложить PSB толщиной 15 см.

Теплоаккумулятор изолируется пенопластом толщиной 10 см, который приклеивается к корпусу еврокуба для увеличения теплоизоляции.

Кроме того, теплоаккумулятор выгодно использовать не только для твердотопливных котлов, но и для газовых и электрических отопительных приборов:

• При использовании газовых котлов экономия достигается за счет оптимизированного применения теплового аккумулятора. Это приводит к использованию газа в меньшем объеме, так как газовая горелка включается реже.
• Для электрокотлов достаточно активировать теплоаккумулятор на максимальной мощности лишь на ночное время, так как тарифы на электроэнергию в это время значительно ниже. Днём, когда котел выключен, обогрев помещений обеспечивается теплом, аккумулированным за ночь.

Тепловой аккумулятор не имеет движущихся механических элементов и функционирует статически, что означает его надежность и долговечность в использовании.

У владельцев домов часто возникают трудности с эффективностью автономного отопления. Один из современных способов решения этих проблем заключается в установке накопительного бака.

Как подключить буферную ёмкость

Основное правило подключения теплового аккумулятора заключается в том, что он должен быть установлен параллельно к котлу. С помощью верхних патрубков производится соединение резервуара с системой. Один из нижних штуцеров должен быть подсоединен к обратной линии котла, в которой установлен циркуляционный насос. Второй нижний патрубок соединяется с обратной магистралью системы отопления, на которой также установлен насос. Кроме того, в систему входят два теплообменника:

• верхний — для горячего водоснабжения;
• нижний или верхний — для подключения дополнительных источников тепла.

Совет. Часто бывает, что расчитанный вами объем резервуара не отвечает требованиям вашего дома. В таком случае следует переосмыслить его объем, снизив объем циркулирующей в системе воды до минимальных показателей. Это снизит необходимые размеры бака, но в будущем потребуется чаще производить топку котла.

В заключение, накопительный бак — это полезное усовершенствование автономной системы отопления, представляющее следующий шаг к созданию энергоэффективного жилья. Как правило, самое значительное преимущество заключается в том, что вам нужно будет реже топить котел, позволяя больше времени уделять другим занятиям и гарантируя отсутствие резких перепадов температур в помещениях.