Буферная емкость для котлов отопления

Буферная емкость своими руками

Можно ли сделать буферную емкость своими руками, вопрос спорный. Одни говорят, что реально соорудить теплоаккумулятор собственноручно. Однако, как рекомендуют специалисты, лучше не рисковать и все-таки приобрести тепловой аккумулятор в специализированных магазинах.

Есть несколько причин, по которым лучше отказаться от такой затеи:

• форма бака будет выглядеть не эстетично;
• необходимо использовать 5 мм металл, что усложняет сварочные работы;
• верхние крышки емкости необходимо изготавливать сферическими, так как при нагревании увеличивается давление внутри бака;
• нужны большие затраты на необходимый материал;
• фирменные теплосберегающие емкости дополнительно оснащены змеевиками для подключения к водоснабжению и подачи горячей воды, собственными руками это не получится сделать.

Очевидно, что изготавливая буферный бак своими руками, не получится сэкономить, лучше приобрести новый. Покупая емкость можно не тратить время на покупку необходимых материалов, а также на проведение сварочных работ. Новый теплоаккумулятор будет более надежный и функциональный.

Приобретать буферную емкость необходимо только в специализированных магазинах и обязательно проверять наличие сертификатов.

При покупке теплового аккумулятора необходимо обращать внимание на следующие важные моменты, от которых будет зависеть функциональность бака:

• на размер и вес, может так случиться, что для такой объемной конструкции не найдется места в доме, тогда эту проблему нужно будет решать;
• разные по объему, производители выпускают емкости разного литража, чтобы удовлетворить потребности всех покупателей. Самые востребованные емкости от 300 до 5000 литров;
• максимальное давление воды в отопительной системе. От этого зависит толщина стенок бака и его форма;
• максимальная допустимая температура воды, на которую рассчитана буферная емкость;
• материал, из которого изготовлен бак. Как правило, для его изготовления необходима, мягкая углеродистая сталь с непромокаемым покрытием или нержавеющая сталь (имеет более высокую цену, но показатели долговечности выше);
• емкости бывают с использование изоляции и без нее;
• конструкция может быть оснащена дополнительными перегородками, которые разделяют ее на отдельные секции с разной температурой, что позволяет увеличить эффективность подачи тепла;
• наличие дополнительных функций (электронагреватель, встроенный теплообменник для подачи горячей воды и подключения к разным тепловым источникам). Если теплоакумулятор с нижним теплообменником, то его назначение нагревать горячую воду солнечным коллектором. В том случае если в емкости используется верхний теплообменник, то он способен подогревать горячую воду для питья. Если в баке теплообменник находится посредине, то его главная задача, нагревать аккумулирующую емкость с помощью твердотопливного, газового или электрического котла;
• резиновые фланцы могут входить в комплектацию тепловой установки. Такое оборудование позволяет теплой воде собираться в верхнем отделе бака и использоваться для потребностей отопления. Вода с более низкой температурой остается в средней части бака и за счет патрубка направляется на отопление полов в помещении.

Используя тепловой аккумулятор в отопительной системе и в водоснабжении горячей водой, обеспечивается регулярная подача тепла к отопительным приборам, независимо от того работает котел в это время или он выключен. Тепловой аккумулятор урегулирует комфортную температуру в доме и позволит экономить затраты на топливный материал.

Схемы сетей с буферной емкостью

Существуют разные типы буферных накопителей. Это и простые баки с входными и выходными патрубками, по которым циркулирует вода по одному контуру и перемешивается. Их чаще всего применяют для твердотопливных котлов или для контура горячего водоснабжения. Например, схема подключения буферной емкости к твердотопливному котлу выглядит так:

1. Теплогенератор, который является или твердотопливным котлом, или любым другим отопительным агрегатом. Нагретая вода от него напрямую попадает в буферную емкость.
2. Буферный накопитель в таком случае представляет собой обычную пустотелую утепленную емкость, горячая вода из которой дальше циркулирует во вторичном контуре отопления или подается на горячее водоснабжение.
3. Расширительный бак, который позволяет поддерживать давление в системе.
4. Запорная и регулирующая арматура.
5. Циркуляционные насосы в отопительном и вторичном контуре.
6. Потребители тепла – радиаторы, теплый пол, другие приборы.

Такая схема проста и не требует особого расчета. Необходимо лишь правильно подобрать емкость бака.

Существуют и накопительные емкости, в которых встраиваются теплообменники. В таком случае вода от теплогенератора напрямую попадает в бак и нагревает уже содержащуюся в нем воду. Теплогенератором может быть как котел, так и солнечный коллектор, тепловой насос или другое оборудование. В баке может быть не один, а несколько теплообменников для горячего водоснабжения и разных контуров отопления.

В такой системе может быть не одна, а несколько буферных емкостей, которые дублируют и заменяют друг друга. Также возможно применение нескольких разных отопительных теплогенераторов, от разных источников энергии. Это позволяет уменьшить зависимость от энергоресурсов. Например, в одной системе возможно использование твердотопливного котла, солнечного коллектора, теплового насоса.

С помощью системы трубопроводов энергия из этих источников нагревает воду в буферной емкости, которая потом через систему теплообменников передается дальше на теплый пол, отопительные приборы или греет проходящую воду горячего водоснабжения.

Такие сложные системы требуют применения качественных и надежных устройств регуляции и автоматики. Необходимо большое количество датчиков, циркуляционных насосов и других приборов, которые будут отслеживать температуру, давление и другие параметры сети.

Важно понимать, что необходимо использовать только качественные емкости, на которых исправно работают защитные элементы, которые не позволяют температуре воды и давлению подниматься выше опасного предела. Большинство буферных емкостей производятся промышленным способом из стальных баков с антикоррозийным покрытием, теплоизоляции и защитных элементов

Можно ли изготовить буферную емкость своими руками для твердотопливного котла, как чаще всего используемого агрегата? Рассмотрим этот вопрос

Большинство буферных емкостей производятся промышленным способом из стальных баков с антикоррозийным покрытием, теплоизоляции и защитных элементов. Можно ли изготовить буферную емкость своими руками для твердотопливного котла, как чаще всего используемого агрегата? Рассмотрим этот вопрос.

Тепловой аккумулятор своими руками

Схема самодельного теплового аккумулятора

Сложность изготовления буферных емкостей для отопления заключается в создании надежной теплоизоляции. Для этого нельзя использовать обычную бочку или аналогичную ей емкость. Помимо этого параметра ёмкость радиатора отопления должна выдержать нагрузку воды на стенки и возможные гидравлические удары.

Самая простая конструкция представляет собой куб, внутри которого располагается П-образный трубопровод или змеевик из медной трубы. Последний предпочтительнее, так как он имеет большую площадь теплообменной поверхности, а медь обладает оптимальным значением теплопроводности. Эта конструкция подключается к общей магистрали. Для изготовления емкости системы отопления понадобятся стальные листы, толщиной не менее 1,5 мм и металлическая труба. Ее диаметр должен быть равен сечению трубопровода на этом участке отопления.

Минимальный набор инструментов включает в себя следующее:

• Сварочный аппарат;
• Угловая шлифовальная машина (болгарка);
• Дрель со сверлами по металлу;
• Измерительный инструмент.

Проще всего изготовить ёмкость для радиаторов отопления кубической формы. Предварительно составляется чертеж, по которому будут выполняться все дальнейшие работы. Наличие ТЭНа не обязательно, но предпочтительно. Он сможет поддерживать уровень нагрева воды на должном уровне.

Порядок изготовления теплового аккумулятора

Сначала вырезаются листы прямоугольной формы, из которых будет состоять корпус емкости системы отопления. На этом этапе нужно учитывать зазор для сварки – он может составлять от 1 до 3 мм в зависимости от аппарата и выбранных электродов. Затем в заготовках вырезают отверстия для крепления трубопровода, ТЭНа и патрубков для наполнения емкости. Чугунные батареи отопления не могут крепиться непосредственно к ней. Поэтому нужно рассчитать тепловые потери от емкости к радиатору.

После сборки конструкции нужно сделать теплоизоляцию корпуса. Для накопительной емкости отопления лучше всего использовать базальтовый утеплитель. Он имеет следующие важные качества:

Не горюч. Плавление происходит при температуре свыше 700°С;

Легко устанавливается. Базальтовая вата достаточно упруга;

Имеет пароизоляционные свойства

Это важно для вывода конденсата, который будет неизбежно скапливаться на корпусе аккумулирующей емкости во время работы отопления.

Как подобрать теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Стоимость аккумуляторов зависит от материала, из которого изготовлен бак, его объёма, наличия дополнительного оборудования, а так же фирмы-изготовителя.

В качестве материала для стенок аккумулятора могут быть использованы нержавейка или чёрная сталь. Естественно, в первом случае срок его эксплуатации будет гораздо выше.

Перед тем, как приобретать аккумулятор, нужно выполнить расчет буферной ёмкости твердотопливного котла и всей системы отопления, в том числе и диаметров патрубков.

Такие расчёты должен делать специалист, в крайнем случае, это можно выполнить самостоятельно.

Как подобрать теплоаккумулятор для твердотопливного котла, и что нужно учитывать в данном случае? В первую очередь, такой фактор, что мощность котла и самой установки должна быть ориентирована на работу в условиях наиболее низкого температурного режима в данном регионе. Это нужно для того, чтобы система работала не в напряжённом ритме, не «выкладывалась» на полную мощность, а с определённым запасом энергоэффективности. В таком случае она прослужит длительный срок, её работа будет стабильной.

Популярные модели баков

В настоящее время существует довольно широкий выбор буферных емкостей. Большое количество таких конструкций производят как отечественные, так и зарубежные предприятия. Самыми популярными являются:

1. Прометей — ряд резервуаров различного объема, производимых в Новосибирске. Модельный ряд начинается от баков объемом 250 л и заканчивается емкостями 1000 л. Максимальный диаметр такой конструкции равен 900 мм, а высота — 2100 мм. Гарантийный срок службы составляет 10 лет.
2. Hajdu PT 300 — буферная емкость от венгерских производителей. Она обладает дополнительным теплообменником косвенного нагрева, осуществляемого керамическим ТЭНом. А также в бак встроены магниевый антикоррозийный анод и термостат. Защитный кожух выполнен из стали с полиуретановой изоляцией.
3. NIBE BU-500.8 — шведский теплоаккумулятор с объемом бака 500 л. При диаметре 0,75 м высота составляет 1,75 м. Максимальное рабочее давление — 6 атмосфер.

Существует 3 популярные модели баков

При этом совсем необязательно покупать теплоаккумулятор в магазине. Вполне можно изготовить буферную емкость своими руками, если есть сварочный аппарат, соответствующие материалы и некоторые навыки сварщика.

Котельная, буферная емкость, электро котёл, тёплый пол, отопления:

Буферная ёмкость и твердотопливный котёл. Как Подключить:

Скорость расхода накопленного ресурса

Точно определить, как быстро уйдет тепло из емкости нельзя, тут следует брать в расчет некоторые нюансы:

• объем воды в бочке;
• уровень потери тепла в помещении;
• показатели температуры воздуха снаружи;
• установленные нормы термодатчиков;
• жилую площадь дома, которую нужно отапливать;
• интенсивность и периодичность забора горячей воды для бытовых и прочих нужд.

Как правило, в автономных системах частного дома буферного тепла хватает на период от 4-5 часов до суток. Применение накопителя снижает регулярность нагрузки на греющий ресурс, экономит топливо и увеличивает длительность эксплуатации котла отопления.

Области применения теплоаккумуляторов

Работать емкость может с любыми типами оборудования, но чаще всего применяется в сочетании с коллекторами солнечными, котлами на твердом топливе или электрическими устройствами.

Тепловые аккумуляторы в гелиосистемах

Солнечный коллектор – оборудование, добывающее энергию из солнечного тепла, света. Применяется в регионах с достаточным количеством солнечных дней, но без буферной емкости работает неполноценно из-за неравномерности поступления энергии – смены времени дня, сезонов.

Чтобы у хозяев дома не возникли затруднения с подачей горячей воды в систему отопления или ГВС, требуется установка теплового аккумулятора. Для работы в системе устройство применяет высокую теплоемкость воды, при котором жидкость, остывая на 1 градус, дает потенциал теплового подогрева 1 м3 воздуха на 4 градуса.

Принцип работы простой – буферный накопительный бак для отопления в виде аккумулятора собирает избыток энергии в период активности солнца, то есть скапливает тепло, а отдает энергию после захода солнца, обеспечивая подогревом объем теплоносителя в системе отопления и подачу горячей воды в ГВС.

Буферная емкость для котлов на твердом топливе

Для подогревающего устройства твердотопливного типа характерной чертой работы является цикличность. Сначала в топку загружается сырье, затем происходит прогрев теплоносителя. Максимальные параметры энергии достигаются на пике горения сырья, потом теплоотдача уменьшается и при догорании дров, угля, процесс выработки тепловой энергии прекращается.

Настроить котел на выработку тепла с привязкой к определенному времени возможности нет, такая функция доступна только электрическим или газовым котлам, поэтому в период пиковой отдачи тепла энергии может быть избыточно много, а после завершения процесса горения топлива – мало. Решить проблему поможет подключение аккумулирующей емкости. Такая система отопления с теплоаккумулятором позволит передавать тепло в магистраль, по которой будет поступать горячая вода, обогревая помещение и не затрагивая остывший котел.

Аккумулятор тепловой для электрического котла

Тут без буфера не обойтись, потому что электроэнергия стоит дорого, а именно емкость позволит сократить расходы на 30-45%. Удобнее всего использовать оборудование в ночное время, когда тарифы снижены. Чтобы запастись достаточным объемом тепла нужен бак значительных размеров для как можно большего накопления тепла и передачи энергии в период светового дня.

Недостатки

Большой размер аккумулирующего бака затрудняет возможность монтажа в стандартном жилом доме. Емкость буфера минимального объема составляет около 500 литров, а его установка потребует 60 см свободного пространства при полутора метрах высоты. Применение утеплителя для работ по обустройству отберет уже 80 см жилой площади. Бак на тонну воды будет обладать метровой шириной и двухметровой высотой, что вряд ли позволит пронести его сквозь двери и поставить в комнате.

Установка конструкций такого вида требует выделения отдельного помещения под топочную. Окончательное решение о возможности монтажа выносится после выезда на объект представителей строительной организации.

Как рассчитывается объем буферной емкости

Как рассчитать буферную емкость, чтобы достичь желаемого уровня комфорта и при этом не делать огромные баки? Вообще, расчет буферной емкости при устройстве новой системы отопления – дело довольно сложное. Лучше, если это будет делать специалист теплотехник. Сначала на основании информации о площади дома, высоте потолков, материалов стен и перекрытий, рассчитываются теплопотери дома при определенной температуре наружного воздуха (обычно она выражается в «кВт в час»). Затем при помощи специальной формулы рассчитывается количество необходимого теплоносителя (воды), которая должна проходить по системе отопления за час для покрытия теплопотерь при максимально низкой температуре (например, при -25С). Это количество умножается на желаемое время между топками котла, и получается объем буферной емкости.

Гораздо проще производить расчет буферной емкости, если система отопления уже существует. В этом случае количество воды в системе и время между топками уже известно. Стоит только умножить существующий объем теплоносителя на желаемое время увеличения промежутков между топками, и вы получите нужный объем бачка. На практике известно, что при мощности котла 25-32 кВт и дома в 100-150 кв.м. буферной емкости в 1000л достаточно для топки 1 раз в сутки.

Применение в быту

При равновесии температур внутри и снаружи здания термометр показывает около 20о С, и потерь тепла не происходит. При падении температуры на каждые 5о С от этого показателя, число теплопотерь возрастает на 2 кВт. Точный расчет утечки энергии дается специалистом после изучения данных о материале здания и способах его утепления.

С целью восполнения представленных показателей необходимо установить котел с баком, мощность которого будет превышать объемы максимальных теплопотерь.

Регулировка

Управление мощностью твердотопливных котлов проходит в очень узком диапазоне. Дрова могут гореть, производя большой объем тепловой энергии, или полностью гаснуть, выделяя нулевое количество тепла, но достичь среднего показателя почти невозможно. Подобные ситуации особенно актуальны на границе погодных сезонов, например, ранней осенью. Горящий с минимальной мощностью котел выдает 15 кВт энергии, но с нулевой температурой на улице здание теряет только 8 кВт тепла.

Кроме повышения расходов на топливо, что сжигается в избыточном объеме, оставшаяся тепловая энергия в объеме 7 кВт приводит к перегреву радиаторов – в доме становится жарко и некомфортно. Нерастраченная мощность ведет к закипанию воды внутри котла, что чревато его повреждениями и выходом из строя всех обогревательных устройств.

Отличие от стандартной схемы отопления

Система, снабжённая теплоаккумулятором для водяного отопления, работает совершенно по другому принципу. Устройство не сложное, монтируется достаточно быстро. Его установка решит сразу несколько важных задач по жизнеобеспечению домовладения.

Для того, чтобы система заработала по-другому, требуется установить накопительный бак для котла с многослойной эффективной теплоизоляцией между котлом и трубопроводами, по которым вода устремляется к радиаторам.

Внутри бака имеются различные теплообменники для горячего водоснабжения и системы отопления. Нагретая с помощью котла вода внутри аккумулятора останется долгое время горячей. Она будет постепенно распределяться сразу по двум каналам: водоснабжения и отопления.

На примере ёмкости бака в 350 литров можно представить экономию топлива. Аккумулятор, который обеспечивает потребности в тепле и горячей воде одного стандартного домовладения, может иметь:

• объём от 350 до 3500 литров;
• диаметр от 0,7 м. До 1,8 м.;
• высоту от 1,8 м до 5,6 м.

В аккумуляторе устанавливают теплообменники для горячего водоснабжения и отопительной системы. Особого внимания требуют приборы системы безопасности:

• манометр;
• клапанная группа;
• патрубки для выхода воздуха,

Кроме того, аккумулятор снабжён приборами для контроля температурного режима и давления. Все это позволяет ему регулировать важные процессы, связанные с обеспечением горячей водой и обогревом помещения.

Расчет теплоаккумулятора

Расчет емкости буферного накопителя требует тщательности. В первую очередь необходимо определить для каких целей будет применяться емкость. Если для уменьшения инерционности при работе твердотопливного котла, применяются одни формулы, для работы при отсутствии электроэнергии в тепловых насосах – другие. В первую очередь рассмотрим систему с твердотопливным котлом.

Как вариант, можно применить простейшую формулу, которая позволяет приблизительно подобрать емкость бака в зависимости от мощности котла. Например, рекомендуется подбирать объем теплоаккумулятора в пределах 40–80 л на 1 кВт мощности котла. Этот метод прост, но не надежен.

Так как во время отопительного сезона требуется лишь небольшая часть от общей потребности в тепле, то при использовании с учетом средней температура наружного воздуха за отопительный период можно подобрать оптимальный режим системы. Для этого необходимо рассчитать емкость по какой формуле: V=2246*((2,5-Qn/Q))/(73-0,4*T)*Qn (Qn – расчетная отопительная нагрузка для объекта, T – расчетная температура «обратки»).

Тепловой насос требует немного других принципов выбора буферной емкости. Теплоаккумуляторы для таких систем подбирается исходя из разных принципов. Например, для оптимизации работы системы по времени можно использовать отношения 20–25 л полезного объема теплоаккумулятора на каждый кВт мощности теплового насоса.

Грамотно подобранная и изготовленная буферная емкость позволит устроить комфортную систему отопления без лишних затрат электроэнергии, топлива и денежных средств.

Технические параметры

При очевидных положительных характеристиках буферный бак все же имеет недостаток – громоздкие габариты. Небольшая котельная вряд ли сможет вместить самую минимальную емкость, объемом 500 литров, габариты которой достигают 1,8 м в высоту с диаметром 0,6 м (с утеплителем размеры увеличиваются).

Такие конструкции сложно протиснуть в дверь, а значит, для их монтажа нужно немалое помещение. Как показывает практика, площадь котельной, в которой устанавливается буфер, должна быть не менее 12 м².

Возможные конструкции

Некоторые специалисты предлагают создавать такие емкости непосредственно на месте установки или при их производстве применять эластичные материалы. Стоит отметить, что аккумулирующий бак может быть различной формы (в виде прямоугольника, цилиндра, внутренней межстеновой перегородки, печной лежанки и т. д.).

Также можно использовать ее вместо радиаторов или теплых полов. Если укомплектовать резервуар змеевиком, то будет решена проблема с подогревом воды для хозяйственных нужд. Правда, стоимость таких устройств будет немаленькой.

Преимущества

Существенным преимуществом аккумулирующих баков является возможность их подключения к нескольким отопительным приборам.

Добавление термостата в рабочий контур позволит регулировать приоритетность включения обогревателей, а также их отключения в случае достаточной температуры.

К дополнительным плюсам подобных конструкций можно отнести:

• повышение безопасности конструкции за счет ее автоматизации;
• регулирование температуры здания на каждом его этаже;
• минимальные затраты на подключение газовых или твердотопливных котлов;
• простота дополнительной установки теплового насоса или солнечных коллекторов.

Буферная емкость для котлов отопления

Принцип работы всех котлов имеет одно важное сходство: вода в них греется за счет сжигания топлива. Есть отопительные системы, где подача топлива и сжигания равномерно распределена (газовый котел)

А есть котлы, в которых такая система невозможна (твердотопливный котел). Также существуют котельные установки, в которых постоянное горение приводит к снижению подачи тепла (газогенераторный котел). Есть котлы, постоянный нагрев которых стоит очень дорого (электрический котел).

Все недостатки в котельных установках может решить буферная емкость. Чаще ее устанавливают вместе с твердотопливным котлом. Он дешевый в обслуживании и в установке. Такие котлы нуждаются в регулярной подаче топлива, так как вода в системе, при низкой температуре воздуха, может быстро остыть. Устанавливая тепловой аккумулятор, нагретая вода своевременно расходится по всей системе, своевременно обеспечивая дом теплом. Благодаря этому, увеличивается интервал между топками и значительно экономится расход топлива.

Буферную емкость целесообразно устанавливать и вместе с электрическим котлом, так как такая комбинация экономически выгодна. Ни для кого не секрет, что электрический котел расходует много электроэнергии. На потребление электроэнергии есть дневной и ночной тариф, стоимость которого отличается в несколько раз. Устанавливая теплоаккумулятор можно рассчитать время работы котельной установки так, чтобы он грел исключительно в ночное время (когда тариф ниже).

Как видно, использование буферного бака решает много проблем связанных с топливными котлами.

Поэтому использование теплового аккумулятора имеет много достоинств:

• значительно повышает срок службы котла;
• максимально увеличивает теплоотдачу котла;
• защищает отопительное оборудование от перегрева;
• выравнивает перепады температур в помещении, создавая комфортные условия;
• регулярно обеспечивает наличие горячей воды;
• возможность подключения буферной емкости к нескольким источникам тепла;
• экономия топлива и средств.

Тепловой аккумулятор имеет также и некоторые недостатки, к ним можно отнести:

• необходимость установки буферной емкости возле отопительного котла, а для этого нужно отдельное помещение необходимой площадью;
• бак имеет большие размеры и вес, что усложняет его транспортировку и установку;
• имеет достаточно высокую стоимость (полностью окупается через 2–5 лет).

(голосов пока нет)

Загрузка...