Як зробити теплоакумулятор (буферну ємність) своїми руками, чи варто займатися цим. Теплоакумулятор для опалювального котла своїми руками Який теплоакумулятор вибрати

Твердопаливні котливикористовуються при опаленні будинку, оскільки вони хороші як альтернатива газовим, коли немає газопроводу. Але ефективність твердопаливної системи опалення невелика. Положення можна виправити, змонтувавши теплоакумулятор котла.

Що таке теплоакумулятор?

Про те, як змонтувати теплоакумулятор, ми розповімо в наступних рядках. Однак спочатку давайте розберемося, що являє собою описуваний агрегат, призначений для твердопаливного котла. Все просто: це ємність, що зберігає теплову енергію котла за рахунок збору певної кількості теплоносія. Встановлення такого елемента системи вирішує одразу кілька завдань:

По суті, пристрій ємності, що описується, нескладне, при бажанні легко виготовити теплоакумулятор виключно своїми руками. Його конструкція, власне, включає такі елементи:

• сама ємність,
• утеплювач всього корпусу,
• вхідний патрубок-введення,
• вихідний патрубок-виведення,
• внутрішні змійовики.

Останній елемент - змійовик - є в основному у покупних теплових акумуляторів, що виготовляються на виробництві. Тобто, у такого обладнання теплоносій курсує численними трубчастими змійовиками всередині сухої ємності. А теплоакумулятор, який легко зробити своїми руками – це просто пустотілий бак без змійовиків. Саме всередині цієї ємності зберігається зібраний теплоносій. З цих рядків ясно, що існує два види описуваних агрегатів:

• ємність із змійовиками всередині, призначеними для заощадження теплового агента,
• найпростіший теплоакумулятор у вигляді бочки для збереження теплоносія.

Тепер має бути зрозумілим принцип роботи акумулюючого агрегату для твердопаливного котла. При роботі обладнання на жорсткому паливі теплоакумулятор поповнюється гарячою водою. При відключенні котла ця вода підживлює систему опалення.

Також легко виявити переваги та недоліки двох зазначених нами видів заощаджуючих пристроїв. Якщо тепловий акумулятор виконаний із змійовиками, то

• збільшується період збереження тепла,
• збільшується загальна ефективністьсистеми,
• однак такий агрегат неможливо зробити в домашніх умовах.

Якщо тепловий акумулятор виконаний без змійовиків, за принципом зберігання теплоносія в бочці, то

• він дуже легко виготовляється своїми руками, достатньо мати мінімум засобів та відповідну ємність,
• але має невеликий ККД.

Як зробити теплоакумулятор для твердопаливного котла з бочки

Попередньо необхідно розрахувати обсяг необхідної ємності та зробити креслення. На кресленні потрібно зобразити стандартну бочку, до якої входять два трубопроводи. Один із них транспортує теплоносій від теплообмінника котла, а другий переправляє гарячу воду до радіаторів опалення. Залишається лише порахувати габарити бочки, точніше, її обсяг. Знаючи обсяг, легко визначити діаметр та висоту за довідковими даними.

Почнемо розрахунок. Припустимо, наш тепловий генератор на твердому паливіповністю не діє вночі протягом 4 годин (після остигання), а площа нашого невеликого дачного будинку 30 кв. м. Отже, бочка повинна віддавати за годину приблизно одну десяту площі - 3 кВт. Разом, 12 кВт за ніч. При цьому різницю температур бочки та опалення приймемо максимум 40 градусів (скажімо, якщо в ємності вода нагріта до 90, то в радіаторах – хоча б до 50).

Відповідно до шкільного курсу фізики, m=Q/Ct, де

• Q - вся теплова енергія, У нас це 12 кВт,
• З - питома теплоємністьагента, тобто води, що дорівнює 0,0012 кВт/кг х гр. Цельсія,
• t – різниця температур.

Отримуємо за цією формулою: m = 12/0,0012х40 = 250 кг. Таким чином, можна прийняти об'єм води, що дорівнює 250 літрів. Виходить, як теплоакумулятор для твердопаливного котла при заданих умовах нам підійде металева бочкана 250 л. Зразкові розміри такої бочки – 600х900 мм. Тобто діаметр дорівнює 0,6 м, а висота (довжина) - 0,9 м.

Що потрібно взяти

Для процесу виготовлення нашого теплоакумулятора необхідно заготовити наступні матеріалита інструменти.

• Звичайна металева бочка, її можна купити в магазині,
• зварювальний апарат з маскою та електродами,
• електроінструмент типу «болгарки» та диски шліфувальні та відрізні, дриль та свердла, коронка по металу.
• два стандартні сталевих патрубкадля опалення, кожен з різьбленням на кінці, зазвичай на 3/4 дюйми,
• мінвата.

Почати процедуру краще за участю помічника. Крім того, має бути вже готовий креслення.

Креслення теплоакумулятора

Покрокове виготовлення своїми руками

Це важливо знати! Не можна використовувати пластикову бочку. Вона не здатна витримати робочу температуру теплового агента, що досягає 90 градусів за Цельсієм. Стінки такої бочки під час роботи в системі просто почнуть плавитись. Виняток можуть скласти пластикові ємності, на яких вказано виробником максимальна температуравмісту вище 90 градусів. Але в цьому випадку ще потрібно вирішити, як зробити патрубки.

Ще кілька зауважень

Ось ми і зробили простий теплоакумулятор для невеликий системиопалення. Як підсумок – ще кілька важливих зауважень. Для нашого прикладу необхідний обсягбочки вийшов 250 літрів. Однак коли будинок великий, може знадобитися накопичувач набагато більшого розміру. У такому разі краще буде зварити кубічний короб. До того ж його легше утеплити спеціальними матеріалами.

Деякі умільці використовують для такого варіанту стандартний, так званий європейський куб об'ємом 1000 літрів. Він продається у багатьох магазинах. Але тут слід пам'ятати, що він пластиковий. Як правило, максимальна температура води, яку витримує "єврокуб", дорівнює 70 градусів за Цельсієм, якщо в маркуванні не зазначено інше. Так що використовувати цю ємність у системі опалення просто небезпечно.

І ще про утеплювач. Пінопласт – це ідеальний варіант для кубічного короба з металу. Справа в тому що даний утеплювачлегко клеїти до стінок. Мінвата більше підійде для звичайної бочки, але потрібно буде вигадувати, як її закріплювати, адже описаний нами метод із металевими кільцями не обов'язковий до застосування.

Відео: корисна інформація про агрегат

Отже, ми описали простий спосіб створення ємності, що акумулює, для опалення. У процесі самостійного виготовлення такого агрегату можливі самостійні корективи описаної технології.

– це спеціальна ємність із рідиною, яка здатна накопичувати енергію теплоносія та віддавати її назад. Подібний пристрій дозволяє значно скоротити витрати на паливо та суттєво збільшити ККД (коефіцієнт корисної дії) опалювальної системи.

Застосування теплового акумулятора

Акумулюючий контейнер із водою використовується для будинків із періодичним опаленням, а саме:

1. Для електричних котлів, обладнаних багатотарифним лічильником, які економно працюють виключно вночі (вартість електроенергії вночі в 3 рази дешевша, ніж вдень).
2. Для котлів на твердому паливі, які вночі перестають працюватичерез необхідність у періодичному підкиданні дров чи вугілля.

Використання таких установок у системі не тільки продовжує період її експлуатації, але й виконує низку інших корисних функцій.

Переваги теплового акумулятора

Пристрій виконує такі функції:

1. Накопичує теплоенергію, за рахунок чого суттєво економить паливо.
2. Дозволяє поєднати в одній системі кілька джерел теплоенергії (геліометричну систему, ТЕН, котел та ін.).
3. Підвищує ККД казана.
4. Захищає всі елементи від перегріву.
5. Нагріває воду.
6. Контролює температурний режим у приміщеннях.

Незалежно від переваг установки, існує кілька мінусів.

Недоліки теплового акумулятора

До недоліків відносять:

1. Кількість води залежить від місткості бака теплоакумулятора.Він виступає у ролі обмежувача, який швидко витрачається, тому знадобиться додаткова системадля підігріву.
2. Для встановлення великих баків потрібна вільна площа, у вигляді окремого приміщення(котельні).

Принцип роботи

Теплоакумулятор накопичує енергію за рахунок прямого або непрямого опалення в системі, а температура при цьому досягає максимальної позначки. Як тільки котел перестає працювати, пристрій починає віддавати накопичену від нагрітої води енергію назад теплоносія.

Щоб тепловий акумулятор працював якісно, ​​його слід підключити якомога ближче до вихідного патрубка теплоносія. Також конструкція має відповідати таким вимогам:

1. Правильно підібраний об'єм бака, який залежить від площі, що опалюється.
2. Якісна теплоізоляція стінок, що знижує рівень теплових втрат.
3. Виконання функції ГВП (гаряче водопостачання).

Теплоакумулятор – вертикальна герметична ємність (бак), яка покрита ізоляцією і має 4 патрубки для підведення та відведення води (2 зверху та 2 знизу). Як матеріал для бака використовується чорна або нержавіюча стальяка може бути покрита емаллю.

Схема підключення теплоакумулятора

Види теплоакумуляторів

Класифікація акумулюючих ємностей:

1. Залежно від конструкції пристрою бувають:
   • Теплоакумулятори із вбудованим змійовиком або теном.
   • Пристрої з двома та більше змійовиками або тенами.
   • Комбіновані пристрої, де використовується тен і змійовик одночасно.
2. Залежно від місця монтажу:
   • Термосифони - монтуються на . Вони складаються з двох баків (внутрішнього та зовнішнього), між якими встановлюють утеплювач товщиною 50 мм. Матеріал ізолятора – пінополіуретан.
   • Буферні контейнери – монтуються такі ємності всередині приміщення. Конструкція така сама, як і у термосифонів.
3. Залежно від функції ГВП:
   • Моделі із наявністю ГВП.
   • Моделі без ГВП.

Конструкція пристрою дуже складна, тому вартість моделей заводського виробництва така висока. Щоб заощадити кошти, можна спорудити подібну установку самостійно.

Робимо своїми руками

Для розробки установки можна використовувати сталеві бочки або прості листи сталі. Форма бака може бути як циліндричною, і квадратної. Але перш ніж розпочати виготовлення, необхідно провести розрахунки обсягів, потужності та теплоізоляції.

Щоб дізнатися обсяг бака, потрібно обчислити скільки рідини має бути в тепловому акумуляторі. Використовуємо таку формулу:

де: Q - це витрата теплоенергії у всій системі, кВт;

c – теплоємність води, що становить 4,187 кДж/кг ºС чи 0,0012 кВт/кг ºС;

∆T – Різниця між максимальним та мінімальним значенням температур рідини в ємності та трубопроводі ºС.

Приклад!Для приміщення з площею 100 м2 у середньому потрібно за годину 10 кВт теплової потужності. За 8 годин простоя теплогенератора, потрібно накопичити 80 кВт. Максимальна температура води дорівнює 90 ºС, а мінімальна – 50 ºС. Підставляємо дані у формулу: m= 80/(0.0012*(90-50))=1667 кг.

З цього випливає, що приблизний об'єм бака має бути 1,7 м 3 . Такий бак забезпечуватиме опалювальну систему потоком із температурою 50ºС протягом 8 годин. Потім почнеться поступове охолодження приміщення і через 3-4 години повністю розрядиться акумулятор.

Важливо!Щоб пристрій встигав повністю підзарядитись у період функціонування котла, йому необхідно мати додатковий запас потужності.

Розрахунок товщини теплоізоляції безпосередньо залежить від потужності, яка потрібна для опалення котельні. Теплопровідність ізоляційних матеріалівскладає 0,040 Вт/м ºС.

Дізнаємося, скільки тепла проникатиме в котельню, використовуємо формулу:

q=S*(Tmax-20)*Л/d,(Вт)

де: S - Площа поверхні бака без днища, кв. м.;

Tmax – максимальна температура води, ºС;

20 – температура повітря усередині приміщення, ºС;

Л – теплопровідність ізоляційних матеріалів, Вт/м ºС;

d – товщина утеплювача, м.

Формула для площі поверхні бака без дна:

Sос = m/h (кв.м.)

де: Sос – площа основи бака;

d – діаметр кола, мм;

h – висота бака, м-код.

Приклад!Якщо висота бака 2м., то Sос = 1,667/2 = 0,834 кв. м. Така площа буде біля кола з радіусом 1030 мм. Звідси S = ​​0.834 +3.14 * 1.03 * 2 = 7.30 кв. м.

Використовуючи утеплювач із товщиною 0,1 м., то з теплоакумулятора в котельню надходитиме 204,4 Вт тепла.

q=7.3*(90-20)*0.040/0.1=204.4 Вт

Якщо даний показникне підходить, то товщину ізоляції потрібно зменшити.

Необхідні матеріали та інструменти

Для виготовлення теплового акумуляторазнадобиться ємність об'ємом понад 150 літрів.Самостійно зробити таку ємність дещо проблематично, але можливо. В якості альтернативного варіантуможна застосовувати баки радянського виробництва, які виготовлені з нержавіючої сталі.

Вони раніше використовувалися їдальнями для підігріву води. А якщо дістати подібний раритет не вийшло, підійде будь-яка ємність із сталі з товщиною стінок від 5 мм. Самий доступний варіант- бочка.

Для роботи знадобляться такі матеріали як:

1. бак із ємністю понад 150 літрів;
2. теплоізоляційний матеріал;
3. мідні труби з діаметром 20-30 мм (змійовик) або тени;
4. термометр;
5. патрубки;
6. кріплення для термометра та змійовика (тену);
7. електронагрівач потужністю 800Вт і довжиною приблизно 2 м.
8. зварювальний апарат;
9. інструменти.

Як теплоносій для пристрою можна використовувати кілька матеріалів, теплоємність яких представлена ​​в таблиці:

Виходячи з цих даних, найдоступніший і ефективний матеріал- Вода.

Виготовлення

Розглянемо більш детально, як з бочки спорудити ємність, що акумулює. Етапи монтажу пристрою:

1. Вибрати бочкунеобхідного обсягу.
2. Очистити її, усунути пил та сміттяпозбудеться корозії.
3. Зміцнити бочку з зовнішньої сторониребрами жорсткості(особливо коли теплоакумулятор розрахований більш ніж 5м 3).
4. Під болти необхідно приваритифланець розміром з кришку.
5. Збільшити товщину кришкиприваривши до неї ребра жорсткості.
6. Відшліфувати внутрішню поверхнюбочки, а потім обробити ортофосфорною кислотою.Після цього грунтувати поверхню 4-6 разів і покрити кількома шарами теплостійкої фарби.
7. Вварити всередину тени чи змійовикиі зробити отвори для патрубків.

   Важливо!Якщо дозволяють можливості можна використовувати замість стандартної системифарбування, порошкове забарвлення. Нею покрити поверхню слід після встановлення змійовиків. Такий спосіб дозволяє досягти однакового по товщині шару з термостійкого полімеру, який чудово захистить від корозійних процесів.

8. Приварити патрубки, перевірити герметичність установки, оглянути змійовика і всі шви, отвори та саму поверхню бака.
9. Виготовити зовнішній циліндр.
10. Відшліфувати, проґрунтувати та обробити сріблянкоюповерхню бочки зовні.
11. Обмотати бочку алюмінієвою фольгою , а потім утеплити мінеральною ватою.

До саморобним установкамвисувається кілька вимог щодо безпеки:

• Забороняється контакт гарячих деталей встановленняз легкозаймистими та вибуховими матеріалами.
• З-за високого внутрішнього тиску та закритості системи потрібно забезпечити максимальну герметичність., монтувати ребра жорсткості та спеціальні гумові прокладки для кришки.
• У разі використання додаткового нагріву у вигляді тенів, необхідно заізолювати всі контакти та зробити заземлення для бака.

Утеплення

Як теплоізолюючий матеріал можна використовувати:

1. Пінопласт товщиною 10 см і щільністю 25кг/м 3 .Цей матеріал дуже зручний у використанні. Його легко клеїти до металевих стінок та просто прорізати отвори для патрубків.
2. Мінеральна вата товщиною 10 см та щільністю 135-145 кг/м 3 .Її проблематичніше прикріпити до пристрою.
3. Утеплювач рулонний ISOVER.Його використовують для круглих баків, виготовлених із бочок. Прикріпити матеріал до бочки важко, особливо у нижній її частині.

Кращим варіантом для утеплення є матеріал, який не виділяє при нагріванні отруйних випарів.Пінопласт, на жаль, не підходить під цю умову. А мінеральна вата має містити фенолформальдегідних смол. Ідеальний варіантдля утеплення – базальтова вата.

Встановлення та підключення

Щоб підключити пристрій знадобиться в першу чергу вибрати місце для встановлення. Наї найкращим варіантомбуде його розташування максимально близько до котла, тоді температура носія буде високою і збільшиться швидкість нагрівання рідини в ємності.

Другий етап - спорудження додаткового фундаменту під установку, оскільки її вага понад 2 т. Якщо система передбачає гаряче водопостачання, знадобиться провести водопровід.

Схема підключення саморобного пристроюу кожного своя. Приблизний спосіб підключення одного працюючого котла складається з наступних кроків:

1. Через бак проходить зворотний трубопровідтому з його кінців повинні бути вхід і вихід розміром 1,5 дюйма.
2. В першу чергу необхідно приєднати обернення котла до бака, розмістивши між ними. Він потрібний для розподілу води з бочки в розширювальний бак, що відсікає кран та в опалювальний прилад.
3. З боку подачі теж монтується кран, що відсікає.і циркуляційний насос.
4. З'єднувати трубопровід подачі слід аналогічно зворотуале без встановлення теплових насосів.

Якщо кількість контурів більше двох, то схема підключення значно ускладниться.

Тепловий акумулятор слід додатково обладнати термометром, вибуховим клапаном та датчиками, які контролюють рівень тиску всередині. Через постійне накопичення тепла бочкою може статися перегрів, тому слід періодично скидати надлишковий тиск.

Поради щодо виготовлення:

1. Для акумулюючих ємностей з нуля найкращим варіантом буде використання листового металутовщиною 2 мм.
2. Зварити установку можна і з нержавіючої сталі, але це обійдеться дещо дорожче.
3. Щоб спростити процес виготовлення та утеплення краще робити теплоакумуляторпрямокутної форми.
4. Не використовуйте для пристрою бочки із пластмаси, вони не витримують високих температур. Винятком є ​​бочки з маркуванням до 100 ºС.
5. У кришку потрібно вмонтувати запобіжний клапан за допомогою якого випускати надлишковий тиск.
6. Заводський змійовик можна замінити на сталевий гофрований шланг.що збільшить загальну площу теплообміну.
7. Щоб пластикові бакине втрачали своєї формиїх необхідно укласти в каркас із ґрат.
8. Маленькі теплові акумулятори можна застосовуватидля водяної теплої підлоги як підживлення.

Ця тема дуже актуальна, система вигідна. У мене вона стоїть, і я нею цілком задоволений.

Теплоакумултор та нічний тарифел-ва найбільш вигідна і дешева система після магістрального газу.

Решта варіантів опалення - дров'яними палетами, дров'яними казанами, соляркою - у будь-якому випадку виходять дорожчими. І з ними треба морочитися, постійно стежити, щоб були дрова чи газ.

Ось схема моєї системи опалення.

Мал. бак-акумулятор у системі опалення

адже я опалююсь електрикою
і плачу всього 4700 р за будинок 160 м2

Безкоштовно розповім якя плачу так мало
та допоможу вам з такою ж системою опалення

Зверніть увагу, що я відповідаю протягом години

відповіді даю наочними, що пояснюють відео

Так мені це цікаво

тисніть якщо вважаєте, що вам потрібна допомога

Що ми маємо?

З теплоакумулятора через теплоголовку (можна регулювати температуру) теплоносій подається до підлоги. Тут у мене ще намотаний змійовик, який знімає тепло з теплоакумулятора, і вже з нього, зі змійовика, теплоносій іде в підлогу.

Відповідно, нагрівання теплоакумулятора у мене відбувається за рахунок ТЕНів, тобто. електрикою. І плюс, якщо недостатньо тепла, я ще підключаю дров'яний котел (але за 4 зими я його топив максимум разів 10 і то чисто задля підтримки його функціональності, насоси проганяв, димохід прочищав вогнем тощо)

Щодо магістрального газу, чому я його не використовую.

У мене тут уздовж ділянки дві труби проходять. Але власники ж підключення дуже високі цінники ставлять. Один просить 1 млн. рублів, інший 1,2 млн. руб. Це зовсім несерйозно.

Я підрахував і вийшло, що таке підключення у мене через 66 років окупиться. Тобто труби не державні, а приватні.

Тобто якщо підключення до газу коштує 300 000 рублів (я сюди включаю і проект газу, заклад газу в будинок, його обв'язка з вашою системою опалення), то тут ще, напевно, є якась логіка. Щоб він у вас окупився (і то він років 20 окупатиметься у вас).

Тепер повернемося до системи опалення каркасного будинкуза допомогою теплоакумулятора та нічного тарифу електрикою.

У яких випадках це є актуальним?

➤ Перше - і найголовніше - гарне утепленнявашого будинку. Правильно зроблений проект та утеплення у стінах 150-200 мм, а в стелі 200-250 мм базальтової вати.

➤ Друге – наявність виділеної потужності електрики. Мінімум має бути 15 кВт. Тобто якщо у вас категорія земель для постійного проживання, то енергетики за промовчанням надають вам потужності 15 кВт в три фази. Цього достатньо.

➤ Третій параметр – наявність нічного тарифу. Якщо ви, наприклад, підключаєтеся до системи Моеск, нічний тариф (з 11 до 7 ранку) вони вам запропонують за замовчуванням.

Цей тариф ми якраз і будемо використовувати по максимуму, коли електрика втричі дешевша, ніж удень.

Коли найкраще систему опалення будинку закладати та робити?

Найкраще це продумати на етапі проектування вашого будинку. Тому що найефективніше система опалення з теплоакумулятором працює у зв'язці з теплими підлогами.

Я бачив, коли теплоакумулятор застосовують у зв'язці з радіаторами. Але мінус у тому, що теплоакумулятор – це велика ємність. Її нагріти досить складно, потрібна велика потужність. І в принципі його можна нагріти до 80-85 ºС, і радіатор у вас все це зніме за 3-4 години. А надвечір будинок вистудиться.

Теплоакумулятор вбудовується в систему опалення для того, щоб температура у всій квартирі чи будинку була рівномірною, а віддавав своє тепло поступово. Це вдається отримати за рахунок того, що дуже швидко накопичується теплова енергія, яка виробляється в процесі роботи твердопаливного котла.

Ця енергія розрахована на те, щоб мінімізувати тепловтрати будинку та, по можливості, компенсувати їх за рахунок подачі певної кількості розігрітого теплоносія до радіаторів опалювальної системи.

Отже, принцип роботи даного пристрою полягає в наступному: теплоносій направляється в акумулятор верхню частину, а знизу відводиться остиглий теплоносій. За рахунок такого підключення не відбувається перемішування. З часом і циркуляції теплоносія з акумулятора поступово йде холодна вода.

За рахунок подібної конструкції радіатор та котел працюють незалежно один від одного і здатні нормально функціонувати у своєму режимі. Варто зазначити, що радіатори в даному випадкупрацюватимуть приблизно за таким же принципом, що і в централізованої системиопалення.

За допомогою теплоакумуляторів можна не лише підтримувати комфортну температуруу приміщенні, але й забезпечити мешканців гарячою водою і сильно знизити фінансові витратина саме опалення

Теплоакумулятор своїми руками

Якщо власник будинку або квартири збирається зробити подібну конструкцію самостійно, то спочатку слід точно з'ясувати, які саме функції вона виконує.

За допомогою теплоакумуляторів можна не тільки підтримувати комфортну температуру в приміщенні, але й забезпечити людей гарячою водою і сильно знизити фінансові витрати на саме опалення. За рахунок встановлення подібного обладнання можна одразу об'єднати декілька джерел тепла, утворивши один загальний контур.

Виконуємо розрахунки

Перш ніж приступити до виготовлення теплового акумулятора, необхідно зробити все необхідні розрахунки, які допоможуть правильно підібрати об'єм виробу Насамперед слід брати до уваги, що необхідна кількість теплової енергії має співпадати з рівнем втрат тепла.

Можна спробувати скористатися досить простим принципом, який не бере до уваги різного родудодаткові фактори, тому що для опалення приватного будинку цього буде цілком достатньо.

При розрахунках слід враховувати, що на кожних десять квадратних метрівопалювальної площі марно витрачається 1 кВт тепла. Ця величина дуже усереднена, проте найкраще відштовхуватися саме від цього показника.

Для грамотного поповнення втрат тепла потрібно враховувати і момент, пов'язаний з об'ємом води, що циркулює за опалювальною системою, а також її температуру. Приблизно витрачатиметься близько 7 тисяч кВт щомісяця лише на тепловтрати для будинку, опалювальна площа якого становить близько ста квадратних метрів. Тому слід підбирати об'єм акумулятора таким чином, щоб він міг виділяти подібну кількість теплоти в зазначений період.

Також слід пам'ятати, що діапазон температури в даному акумуляторі дорівнюватиме 40 градусам - від 50 до 90. Більш того, дані конструкції здатні нормально функціонувати навіть при погашеному котлі - їх запасу енергії вистачає на вісім годин безперервної роботи.

Теплоакумулятор має у своїй конструкції певну теплоізоляцію, щоб вода не віддавала тепло стінкам бака. Найкраще ізолювати його за допомогою теплоізоляційних матеріалів сучасного типуоскільки вони здатні утримувати тепло протягом тривалого часу. В принципі, товщини теплоізоляції, що дорівнює 10 см, буде цілком достатньо. Якщо ж конструкція виходитиме надто громіздкою, то товщину цього шару можна зробити трохи менше.

Необхідні матеріали та інструменти

Перед початком роботи слід запастися всім необхідним, щоб усе було під рукою:

• Листовий утеплювач(Найбільш якісним виробом на сьогоднішній день є мінеральна вата) – буде цілком достатньо 20 квадратних метрів;
• Патрубки відповідного діаметра, За якими теплоносій заходитиме в бак;
• Мідні трубкиабо;
• Цементно-піщаний розчинабо бетонна плита відповідної товщини;
• Фольгований скотч;
• Листовий метал- можна взяти оцинковану бляху, тому що вона не іржавіє і не піддається корозійним процесам.

Виготовлення

Коли всі необхідні розрахунки зроблено, вдалося визначитися з об'ємом теплового акумулятора, а під рукою є все необхідне для збирання, можна починати збирати саму конструкцію.

Якщо роль теплового акумулятора виконуватиме металева бочка, її спочатку слід повністю очистити від сміття, іржі та інших забруднень. Бажано також обробити виріб антикорозійними складами хоча б зсередини, але краще і зовні покрити ними, щоб іржа не утворювалася якомога більше часу.

Для цього краще взяти ортофосфорну кислоту, покрити їй поверхню металу, а потім кращої гідроізоляціїобробити бочку чотирма або навіть п'ятьма шарами ґрунтовки.

на наступному етапіслід подбати про те, щоб тепло не йшло з бочки. Це потрібно для того, щоб вода залишалася відповідної температурипротягом тривалого часу. Крім того, теплоізоляція призначена для недопущення нагріву навколишнього акумулятора повітря. Це дозволить значно заощадити енергію.

Якщо мінеральну ватудістати не вдалося, замість неї можна взяти пінопласт, товщина якого повинна становити не більше 10 см. З цим матеріалом досить легко працювати - різати і кріпити. Понад те, він досить легкий.

У випадку з мінеральною ватою закріплювати її доведеться за допомогою фольгованого скотчу, щільність цього утеплювача значно вища. При необхідності можна виготовити додатковий зовнішній кожух із жерсті або іншого листового металу.

Надалі слід зробити змійовик, усередині якого переміщатиметься теплоносій.Він виготовляється з мідних трубокдіаметр яких повинен бути не більше 30 мм. Довжина цього елемента конструкції залежить від того, наскільки великого обсягу вийшов теплоакумулятор. У середньому витрачається близько 15 метрів цієї труби. Цей елемент повинен бути підключений до котла, оскільки проходитиме по ньому гаряча вода. Холодна вода, розташована в баку, почне розігріватися саме завдяки цьому змійовику.

Конструкція майже повністю готова. Потрібно проробити два отвори, через які будуть підводитися патрубки, що підводять і відводять. На них надалі потрібно буде встановити запірну арматуру.

На місце, де буде встановлена ​​дана бочка, слід покласти бетонну плитуабо ж виготовити якусь іншу жорстку основу, щоб конструкція в процесі експлуатації не зійшла зі свого місця. Його можна викласти з цегли або залити підлогу бетоном самостійно.

Модернізація теплоакумулятора

Раніше була описана класична конструкція теплоакумулятора, проте є кілька елементарних хитрощів, за допомогою яких можна зробити роботу пристрою більш ефективною та економічною:

• Знизу можна розмістити ще один, функціонування якого базуватиметься на використання. Цей варіант підійде для користувачів, які надають перевагу екологічно чистій енергії;
• Якщо система опалення має кілька контурів роботи, то найкраще розділити бочку всередині на кілька секцій. Це дозволить надалі зберігати температуру дуже прийнятному рівні протягом максимально тривалого часу;
• Якщо дозволяють фінансові кошти, то як утеплювач можна взяти пінополіуретан.Цей матеріал коштує набагато дорожче, проте він утримує тепло значно краще. Вода зберігатиме температуру протягом дуже довгого часу;
• Можна встановити відразу кілька патрубків, які дозволять зробити систему опалення складнішою.обладнати її відразу кількома контурами;
• Дозволяється встановити додатковий теплообмінник разом із основним.Вода, що розігрівається в ньому, використовуватиметься для різного роду побутових потреб- Це досить зручно.

Як підключити

на початковому етапіслід встановити котел згідно зі схемою. На трубу, яка йтиме до накопичувача, потрібно буде поставити спеціальну групу безпеки і, щоб не допустити виникнення конденсату. Надалі до системи слід підключити теплоакумулятор, а до труби, яка виходить із нього, потрібно буде приєднати .

• Теплоакумулятори на сьогоднішній день набирають все більшої і більшої популярностібагато в чому завдяки таким своїм характеристикам, як ефективність та економність.
• Завантажувати паливо в котел, підключений до системи опалення з інтегрованим теплоакумулятором, можна раз на добу, а якщо конструкція буде більш досконалою, паливо доведеться додавати один раз на кілька днів.
• Перший запуск котла слід проводити у присутності відповідних спеціалістів.Вони повинні будуть проконтролювати, наскільки правильно працює вся система, чи є циркуляція води в опаленні, чи немає протікання, чи добре утеплений тепловий акумулятор і так далі.
• Теплоакумулятор може чудово поєднуватися з котлами, що працюють на газі або електрики.

В даний час, період постійного підвищення цін на основні види енергоносіїв, питання енергозбереження та використання високоекономічних опалювальних систем набуває особливої ​​актуальності. Особливо важлива економічність систем опалення для заміських котеджів, які як джерело тепла використовують котли на рідкому або твердому паливі.

Зазвичай система опалення приватного будинку включає:

• опалювальний котел, що працює на різних видахпалива чи від електрики;
• систему магістральних трубопроводів;
• радіатори опалювальні (конвектори).

Для підвищення енергетичної ефективності та зниження витрати палива в сучасні системиопалення включають теплові акумулятори (теплоакумулятори). Цей пристрій є ємністю великого об'єму, яка включається в систему опалення, що має різну конструкціюта реалізуюче різні способитеплообміну.

Сьогодні промисловість випускає для побутових цілей різноманітні пристрої для акумулювання теплової енергії. Однак більшість із них мають високу вартість, досить складне підключення та необхідність врізання в систему опалення додаткових пристроїв( , датчиків температури, ручних та керованих вентилів, а також інших пристроїв).

У той же час сьогодні є достатня кількість саморобних конструкційтеплоакумуляторів, які під силу виготовити та підключити своїми руками. При цьому вартість їх при самостійному виготовленні буде значно дешевшою, а за своїми функціональними можливостями вони ненабагато поступаються заводським конструкціям.

Призначення та функціональні можливості теплового акумулятора

Використання теплоакумуляторів не виправдано для всіх типів систем. На Заході вони часто застосовуються у складі геліобігрівачів. У російських приватних будинках вони переважно використовуються у наступних двох випадках:

• при підключенні електричного опалювального котла до багатотарифного, коли в нічний час електрообігрівач включений на повну потужність і акумулятор ефективно накопичує тепло, а вдень опалення житлового приміщення відбувається за рахунок накопиченої енергії, а котел включається лише для підтримки певного рівня температури;
• при опаленні житла котлом на твердому паливі, коли за рахунок накопиченої днем ​​теплової енергії постійного підкидання кам'яного вугілляабо дров вночі не потрібно і робота утеплювача проводиться в економічному режимі.

Крім того, включення теплового акумулятора в систему опалення дозволяє значно розширити її. функціональні можливості, головними з яких можна вважати:

• реалізацію забезпечення житлових приміщень гарячим водопостачанням;
• стабілізацію температурного режимута мікроклімату житлових приміщень;
• значне підвищення енергоефективності роботи системи опалення, що дозволяє скорочувати витрати на використання енергоносіїв;
• дозволяє об'єднати кілька різнотипних нагрівачів в єдину опалювальну систему;
• реалізацію можливості накопичення надлишкової теплової енергії, що виробляється нагрівальним казаном.

Конструкції теплоакумуляторів заводського виготовлення

Теплові акумулятори промисловим способом, є сталевий бак (зазвичай циліндричної форми) у внутрішній порожнині якого розміщені один або кілька змійовиків за якими здійснюється циркуляція основного та додаткового контурів опалення.

Деякі системи мають додатковий підігрів води, який забезпечується розміщеними усередині теплоелектронагрівачів. Заводські теплоакумулятори мають різні пристроїавтоматики та контролю нагріву води.

Самостійне копіювання подібних пристроїв в домашніх умовах досить проблематичне і обійдеться набагато дешевше його вартості в магазині. Найскладнішими елементами є змійовики, що виготовляються з нержавіючих або мідних трубок, навивка яких є достатньою. складним завданнямпри вирішенні її у домашніх умовах.

Не менш складними є й питання герметизації вихідних штуцерів, до яких підключається система опалення, та їх ущільнення. Теплоізоляція акумуляторного бака є також серйозною проблемою.

Нижче буде описано конструкцію акумулятора теплової енергії, яка цілком придатна для повторення в домашніх умовах. Принцип його роботи полягає в наступному:

• теплоносій, під час роботи опалювального котла на повну потужність, частково спрямовується в теплоакумулятор;
• після відключення котла нагрітий теплоносій з теплоакумулятора, циркулюючи по , забезпечує обігрів житлових приміщень;
• якщо розмістити всередині корпусу пристрою додатковий змійовик та підключити його до звичайної водопровідної магістралі, буде забезпечено гаряче водопостачання житлового приміщення;
• перемикання роботи системи опалення при живленні від опалювального котла або теплоакумулятора забезпечується спеціальною запірно-регулювальною арматурою, яка може спрацьовувати автоматично або перемикатися вручну.

Схема підключення теплоакумулятора

СО – система опалення. 1 – автоматичний розподільник теплоносія;

2 – циркуляційний насос; 3; 4; 5 – запірно-регулююча арматура;

6; 7 – датчики температури.

Розрахунок обсягу бака

Зазвичай, у рекомендаціях щодо самостійного виготовлення теплових акумуляторів для опалення приватних будинків обсяг його бака приймають більше 150,0 літрів. Однак від цього параметра залежить місце розташування і площа, що займає баком, тому доцільно визначити розрахунковим методом об'єм води, необхідної для обігріву приміщення, який повинен вміщувати бак акумулятора теплової енергії.

Вихідними даними для розрахунку є такі дані:

Q – питома теплова потужність, необхідна для обігріву приміщення кіловат-годин;

Т – час роботи теплоакумулятора на добу, годин

t 1 – температура теплоносія на вході до опалювальної системи, °С;

t 2 – температура теплоносія на виході із системи, °С;

m – маса води, кілограм;

с – теплова константа (питома теплоємність теплоносія).

Рівняння теплового балансумає вигляд:

Q × T = c× m×(t 1 – t 2 ) (1)

Вирішуючи це рівняння щодо маси m отримаємо формулу:

m = Q× T/[ c× (t 1 – t 2 )] (2)

На опалення приватного будинку, з площею 100,0 квадратних метрів, що обігрівається, потрібно витрачати 10,0 кіловат теплової енергії щогодини. Нехай передбачається робота теплоакумулятора при відключеному опалювальному котлі протягом 5,0 годин у стуки. Температуру теплоносія на вході приймаємо - t1 = 80,0 ° С; на виході t2=30,0°С. Якщо в системі циркулює вода, то її питома теплоємність з = 0.0012 кіловат поділені на кілограм та на градус Цельсія. Підставляючи вихідні дані у формулу 2 отримає необхідну масу води:

m = 10,0×5,0/ = 833,33 кілограма

Таким чином, ємність бака теплоакумулюючого пристрою повинна бути не менше 850,0 літрів. Враховуючи теплову інерцію опалювальної системи в цілому і зниження температури теплоносія, що допускається, пристрій зможе працювати в інерційному режимі додатково ще 2,0...3,0 години.

При цьому слід враховувати, що теплова потужність котла, що обігріває, нормального функціонуваннясистеми теплоакумулювання повинна перевищувати потрібну для обігріву приміщення теплову потужністьна 30,0% ... 50,0%.

Для виготовлення теплоакумулятора можна придбати готову металеву ємність відповідного об'єму. Прекрасно підійдуть баки для води, призначені для поливу садово-городніх ділянок. Деякі рекомендують використовувати пластмасові ємності(Типу єврокуба або септика).

Однак при виборі пластикових судин, навіть розрахованих на температуру експлуатації до 80,0С ... 90,0С слід знати, що надійність усієї системи різко падає, і навряд чи якомусь господаре буде приємно виявитися взимку без опалення з розлитим в приміщенні кубометром води.

Ідеальним рішенням буде самостійне виготовлення. При цьому знаючи обсяг бака та площу приміщення, де він розміщуватиметься неважко самостійно визначити габарити. Для виготовлення підійде листова сталь завтовшки не менше 2,0 міліметрів.

При цьому жодних складнощів з монтажем (приварюванням) вхідних та вхідних штуцерів не буде. Якщо виготовити бак у формі паралелепіпеда або куба значно полегшать роботу з його подальшої теплоізоляції.

Утеплення корпусу пристрою

Для підвищення енергоефективності теплоакумулюючого пристрою та зниження теплових втрат через стінки корпусу в атмосферу його необхідно утеплити. Ідеальним теплоізолюючим матеріалом вважається листовий пінопласт, товщина якого 100,0 мм.

При цьому щільність матеріалу повинна бути не нижче 25,0 кілограмів на кубічний метр (марки пінопласту «ПСБ-С 25» і вище). Він легко обробляється, ріжеться за розмірами і в ньому легко можна вирізати отвори під штуцера. Кріплять пінопласт () до зовнішніх стінок за допомогою клею.

Можна використовувати і рулонну мінеральну вату (матеріал ISOVER), щільністю 135,0 ... 145,0 кілограмів на метр кубічний. Однак цей матеріал дещо складніше кріпити до стінок (особливо до днища бака). Однак, мінераловатні рулони більш оптимальні при утепленні ємностей циліндричної форми.

Недоліки теплоакумулюючих пристроїв

До недоліків теплоакумуляторів слід віднести:

• значне збільшення обсягу теплоносія, що змушує використовувати як його тільки воду;
• необхідність наявності значного резервного об'єму води, що робить вибір конструкцій з додатковим обігрівом за допомогою теплоелектронагрівачів кращим;
• ємність та габарити бака без додаткового електропідігріву вимагають значної площі, що зазвичай вирішується шляхом облаштування міні котельні.

Основні висновки

Включення накопичувального водяного теплоакумулюючого пристрою в опалювальну систему дозволяє:

• використовувати всі переваги «нічного» тарифу при застосуванні опалювальних електрокотлів;
• економити будь-які види твердого палива;
• підвищити енергоефективність опалювальної системи загалом.