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

Необходимо установить накопительный бак в системе отопления — возникает вопрос: экономическая целесообразность или лишние затраты на оборудование? Рассмотрим преимущества схемы установки тепловых аккумуляторов с твердотопливными котлами и приведем пример расчета объема единицы.

Зачем нужна буферная емкость для системы отопления

Вопрос о необходимости установки накопительного бака в системе отопления часто возникает у владельцев частных домов. Необходимо ли это оборудование — окажется ли оно экономически целесообразным или же приведет к ненужным затратам? Фактически, установка накопительного бака является целесообразной для большинства вариантов отопления частного дома, за исключением тех ситуаций, когда используется газовый котел.

Для чего нужна буферная ёмкость в системе отопления

Накопительный бак представляет собой изолированную металлическую конструкцию, часто в форме бочки, объемом 200 литров и более. Он устанавливается между источником тепловой энергии и системой отопления дома и служит разделителем для тепловых контуров, отличающихся по температуре, а также выполняет роль теплового аккумулятора.

Накопительный бак необходим в случае, если в одной системе объединены несколько источников тепловой энергии, таких как газовые и твердотопливные котлы, электрокотлы, тепловые насосы и солнечные коллекторы. Он аккумулирует тепло, вырабатываемое разными источниками. Например, тепло может поступать от солнечного коллектора в течение дня, затем — от теплового насоса или электрокотла ночью, а также от газового или твердотопливного котла в любое время, когда они работают.

Таким образом, тепло распределяется по системе непрерывно. Подключение аккумулятора к контуру теплообмена значительно повышает эффективность работы твердотопливного котла, поскольку позволяет ему накапливать и хранить тепло. Это исключает возможность расходования тепловой энергии, которая может избыточно циркулировать в системе.

Использование буферных емкостей

Схема отопления, основанная на твердотопливном котле без подключения накопительного бака, представляет собой стандартную систему, способную нагревать и распределять воду на радиаторы, батареи, панели или конвекторы. Процесс сгорания твердого топлива происходит в камере котла, в результате чего выделяется тепло, которое используется для нагрева теплоносителя. Этот теплоноситель затем подается по трубам к радиаторам, однако такое решение имеет свои недостатки. Например, система вынуждена часто запускать цикл нагрева, что приводит к перерасходу энергоресурсов только ради достижения необходимой температуры для всего объема жидкости в системе, в некоторых случаях до 30% топлива может уходить на отопление улицы из-за избыточного тепла. В результате домовладельцу зачастую приходится открывать окна для регуляции температуры.

Одно из наиболее популярных решений для данной проблемы — это подключение накопительного бака. В этой схеме между котлом и радиаторами устанавливается резервуар, который работает на принципах термодинамического равновесия, сохраняя тепло, которое затем можно использовать позже.

Как работает система с баком

Процесс работы с накопительным баком довольно прост: нагретая объемная вода передается в аккумулятор, где она накапливается. Сигнал от термостата инициирует запуск циркуляционного насоса, который начинает циркулировать охлаждающую жидкость. Вода из накопительного бака направляется в радиаторы, и в этом процессе происходит излучение тепла через источники теплоты. Охлажденная жидкость возвращается в нижнюю часть емкости, где происходит смешивание с горячей водой, находящейся на поверхности. Эта горячая вода затем возвращается в радиаторы для повторного нагрева помещения.

После нескольких таких циклов работы температура в накопительном баке, а также в трубах и радиаторах начинает падать, что требует нового нагрева воды на 5-10 градусов для поддержания эффекта. Таким образом, система отопления начинает функционировать в двухконтурном режиме. Эффективное использование теплового аккумулятора позволяет сократить количество включений котла, приводя к более экономичному и рациональному расходу топлива.

Предложенная схема подключения бака формирует «многоразовый» источник тепла. Нагрев теплоносителя всего на несколько градусов оказывается более легким и экономически эффективным, чем его разогрев до высоких температур.

Преимущества и недостатки применения

Каждый источник тепла для отопления частного жилья обладает своими характерными особенностями, которые нужно учитывать при проектировании и установке системы отопления. Накопительный бак для твердотопливного котла предлагает ряд несомненных преимуществ:

1. Экономия энергоресурсов до 50% за счет использования ночных тарифов и сохранения тепла; это сокращает расходы на отопление;
2. Бак позволяет котлу работать на максимальной мощности, что увеличивает его ресурс: такой режим способствует полному сгоранию топлива и уменьшает образование конденсата, что в свою очередь снижает количество вредных выбросов, таких как оксид углерода и сажа — это упрощает процесс чистки котла;
3. Защита от перегрева системы, поскольку есть запас объемного теплоносителя;
4. Наиболее эффективная работа теплового аккумулятора наблюдается в низкий отопительный период, когда температура окружающего воздуха варьируется от -5 до +10 °C. Это критично для жилищ в климатических зонах Украины.

Тем не менее, накопительные баки также имеют свои недостатки и дополнительные условия:

1. Необходимость дополнительных вложений на приобретение самого резервуара и сопутствующего оборудования для его подключения, что может потребовать определенных затрат. Однако проведенные расчеты показывают, что экономия на отоплении позволит вернуть вложенные средства уже за 2-3 отопительных сезона;
2. Усложнение системы отопления и необходимость выделить пространство для размещения оборудования. Однако подобное решение облегчает обслуживание системы — необходимость чаще очищать дымоход и топку котла становится менее актуальной, как и частые заправки топливом;
3. Начальный период «разгона» системы, который может составлять от 2 до 4 часов, что требует времени.

Чтобы не увеличивать время первоначального прогрева системы отопления, можно установить дополнительный байпасный контур, который обходит бак. В этом случае емкость будет нагреваться после того, как теплоноситель будет уже разогрет в радиаторах дома.

Существует также вариант с непосредственным нагревом воды в баке, например, с использованием электрического нагревательного элемента или газового запальника. Однако этот метод считается менее эффективным из-за высокой стоимости энергии.

Использование накопительного бака оказывается полезным в том, что система отопления становится более автономной и способствует рациональному расходу твердого топлива, аккумулируя при этом горячую воду. Судя по повышенной стоимости заводских решений, многие владельцы частных домов рассматривают возможность самодельного изготовления подобного резервуара. Однако это нелегкая задача, требующая хороших знаний в области теплотехники и гидротехники, а также высокого уровня сварочных навыков.

Для чего нужна буферная ёмкость

Использование накопительного бака делает систему отопления более автономной и оптимизирует расход твердого топлива благодаря накоплению горячей воды. Основные преимущества установки аккумулирующего устройства включают в себя:

1. Защита системы от повреждений, вызванных перегревом: избыточное тепло сохраняется и может использоваться позже.
2. Экономия и рациональное использование ресурсов: благодаря накопителю температура в помещении поддерживается более равномерно, что позволяет избежать открытия окон, если температура внутри превышает комфортные значения.
3. Лёгкость в подключении дополнительных источников тепла к системе, таких как электрические или газовые котлы.
4. Исключение необходимости вставать посреди ночи для подкладывания топлива: накопившееся тепло достаточно для согрева помещения в течение некоторого времени.

ВАЖНЫЙ! Подключение накопительного бака к системе отопления значительно увеличивает экономию на потреблении энергоносителей и общий КПД. Это достигается без дополнительных неудобств для жителей.

Однако использование этого устройства также имеет и определенные недостатки. Наиболее значительные из них заключаются в высокой стоимости конструкции, ее значительном весе и габаритах. Эти факторы усложняют процесс монтажа и требуют значительного пространства рядом с котлом.

Как работает накопительный бак для твердотопливного котла? Мы рассмотрим преимущества использования теплового аккумулятора в системах отопления и водоснабжения.

Когда устанавливается буферная емкость?

Чаще всего накопительные баки устанавливаются в сочетании с твердотопливными котлами, однако они могут быть также использованы с любым другим типом теплогенераторов. При этом не возникает препятствий для подачи теплоносителя к настоящему потребителю — будь то радиаторы, конвекторы или теплые полы.

Твердотопливные котлы

Накопительные баки позволяют эффективно накапливать тепло, выработанное твердотопливными котлами, обеспечивая их безопасную и устойчивую работу.

Тепловые насосы

С подключением буферных баков тепловые насосы работают «плавно», что способствует увеличению их срока службы и уменьшению потребления электроэнергии.

Солнечные коллекторы

Использование солнечных коллекторов даёт возможность существенно снизить потребление традиционных, более дорогих источников энергии, что приводит к значительной экономии расходов, поскольку солнечное тепло является бесплатным. Для работы аккумулирующего устройства с несколькими источниками тепла могут быть встроены змеевики или установлены дополнительные пластинчатые теплообменники перед ним.

Камины

Камины, хоть и имеют эстетическую ценность, часто оказываются малосодержательными источниками тепла. С помощью теплообменников, которые отводят тепло и направляют его в накопительный бак, использование каминов становится более эффективным.

Тепловой аккумулятор для отопительных котлов: рекомендации по выбору, расчету и подключению к твердотопливному котлу. Полезное видео об устройстве.

Простая схема включения с подмешиванием

Накопительный бак может быть подключен к системе различными способами. Одна из самых простых схем включает обвязку твердотопливного котла с теплоаккумулятором, что подходяще для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет работать даже при отключении электроэнергии. Для реализации этой схемы бак необходимо установить выше уровня радиаторов. В контур добавляются циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла нагрева вода, приводимая насосом, движется по подающей линии от источника тепла через трехходовой клапан к радиаторам до тех пор, пока температура на выходе не достигнет, например, 60 °C.

На момент достижения этой температуры клапан начинает подмешивать холодную воду из нижнего патрубка бака к системе, поддерживая заданную выходную температуру 60 °C. Нагретая вода поступает в бак через верхний патрубок, который подключен напрямую к котлу, и начинается процесс «зарядки» аккумулятора. При полном сгорании дров в печи температура в подающей трубе снижается. Как только она упадет ниже 60 °C, термостат отключает подачу энергии, и теплосиловая система вновь открывает поток воды из бака. В таком случае бак будет постепенно заполняться холодной водой, и в конце цикла трехходовой клапан вернется в исходное положение.

Дополнительно обратный клапан, подключенный параллельно трехходовому термостату, активируется во время остановки циркуляционного насоса. В этом варианте котел с тепловым аккумулятором работает непосредственно, и теплоноситель поступает к отопительным приборам прямо из бака, который, в свою очередь, будет заполняться водой от источника тепла. В данной конфигурации термостат не выполняет функцию управления контуром.

Накопительный накопитель: функции, конструкция и аксессуары, особенности применения для различных котлов, многоконтурных систем отопления, установка и расчет тепловой мощности.

Заключение

Накопительный бак обеспечивает снижение потерь тепла благодаря аккумуляции избыточной тепловой энергии. Накопившееся тепло затем расходуется для работы системы без необходимости участия отопительного агрегата.

При использовании твердотопливного котла тепловой аккумулятор позволяет значительно повысить общую эффективность системы отопления без негативного влияния на ее компоненты. Он также помогает сократить затраты на электроэнергию при использовании электрического котла.

Кроме того, накопительный бак может выполнять функции гидравлической стрелы в многоконтурной системе отопления.

Интересно узнать, как функционирует тепловой аккумулятор (буферная емкость) в современных котельных? Для этого смотрите видео:

Также варианта схемы котельной с тепловым аккумулятором представлен в этом видео:

Разбираемся в особенностях подключения и расчета накопительного бака для системы отопления, который также называется тепловым аккумулятором для котла.

Как сделать своими руками

Создание теплоаккумулятора для отопления своими руками может быть довольно простым, если у вас есть готовая стальная бочка.

Если необходимой емкости нет, можно сварить ее из стальных листов, толщина которых составляет 2 мм. В случае, если теплоаккумулятор будет использоваться как гидравлический распределитель, необходимо вырезать две штуцера снизу и два сверху, длина которых должна соответствовать толщине утеплителя. К нижним патрубкам устанавливаются тройники с термометрами. Закончив с формой, конструкцию следует обернуть фольгой, а затем утеплить. Важно отметить, что в качестве утеплителя нужно использовать материалы, которые при контакте с горячими поверхностями не выделяют токсичных паров. Последний этап — это оформлять емкость, предварительно покрытую термоизолятором, металлическим или пластиковым кожухом.

Если теплоаккумулятор будет использоваться параллельно как водонагреватель, потребуется изготовить дополнительный теплообменник. Для этого можно взять медную трубку диаметром 20 мм.

Другой, популярный способ — это создание теплового аккумулятора из куба объемом 1000 литров. Рекомендуется использовать еврокубы, которые имеют высокое качество, подтверждаемое международными сертификатами.

Тем не менее перед началом работы с еврокубом стоит помнить о том, что температура жидкости, которая будет находиться в таком баке, не должна превышать 72 °C. Следовательно, стандартные еврокубы не подходят для отопительных систем, где наблюдаются высокие температуры.

Чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор из еврокуба, вам потребуются следующие материалы:

• еврокуб из пищевого материала;
• три сопротивления 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;
• лен санитарный или специальная целлюлоза;
• герметик;
• карданный ключ.

Процесс сборки аккмулятора происходит следующим образом:

1. С помощью сверла делается вырез для ТЭНов в корпусе емкости, затем вставляются гильзы в отверстия при помощи прокладок и силиконового герметика, фиксируйте их внутри контргайками и устанавливайте ТЭНы;
2. Обеспечьте подачу воды в теплообменник, используя штатную сливную горловину через переходники;
3. После этого в верхней части еврокуба вырезается и подключается «обратка», затем необходимо отметить место подключения и установки теплообменника, вырезать штуцеры и ввинтить в них швабры;
4. На внутренней стороне рукавов закрепляются стыки для соединения гофры, после чего необходимо закрепить и равномерно распределить по объему теплоаккумулятора для обогрева;
5. При установке теплоаккумулятора в месте его подключения необходимо установить лист EPPS толщиной 10 см, а вдоль задней стены проложить PSB толщиной 15 см.

Изолируйте теплоаккумулятор пенопластом толщиной 10 см, приклеивая его к корпусу еврокуба.

Тем не менее, теплоаккумулятор выгодно использовать не только с твердотопливными котлами, но и с газовыми и электрическими обогревателями:

• При использовании газовых котлов значительно уменьшается расход газа, так как газовая горелка зажигается намного реже благодаря вариативному использованию теплового аккумулятора.
• Для электрических котлов достаточно включить теплоаккумулятор на полную мощность только в ночное время, что позволяет воспользоваться более низкими тарифами на электроэнергию. Днем отопление осуществляется за счет уже накопленного тепла.

Тепловой аккумулятор не содержит движущихся механических элементов и работает в статическом режиме. Таким образом, это устройство представляет собой надежное и долговечное решение для использования.

Многие домовладельцы сталкиваются с проблемами в эффективности автономного отопления. Один из современных способов их решения — установка накопительного бака.

Как подключить буферную ёмкость

Главным правилом при подключении теплового аккумулятора является его установка в системе параллельно котлу. С помощью верхних патрубков подсоедините бак к системе. Один из штуцеров внизу котла должен быть подключен к этому же котлу, при этом на данной обратной линии установлен циркуляционный насос. Второй нижний патрубок подсоедините к обратной линии системы отопления, где также должен находиться насос. Кроме того, в данной системе предусмотрены два теплообменника:

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

Совет: Если рассчитанный вами объем накопительного бака не подходит для вашего дома, вы всегда можете пересчитать его объем, снизив объем циркулирующей в системе воды до минимальных значений. Это также позволит уменьшить размеры самого бака, что сэкономит ваши ресурсы на его установку.

В заключение, накопительный бак является очень полезным усовершенствованием для автономной системы отопления и представляет собой важный шаг к созданию энергоэффективного дома. Главный плюс заключается в том, что владельцы смогут топить котел реже, уделяя больше времени другим делам, и избежит резких перепадов температуры в доме.