Теплоаккумулятор собирает и хранит избыточную тепловую энергию, и отдает ее по запросу потребителя. Можно использовать аккумулированное тепло для обогрева дома, когда котел отключен, можно применять его для получения горячей воды. Автономная система отопления работает на обогрев дома с той мощностью, которую устанавливает пользователь. Возможность регулировать нагрев и температуру в своем доме – одно из преимуществ жизни в индивидуальном доме. Но даже с регулировкой мощности котла порой вырабатывается слишком много тепловой энергии. Для того, чтобы не выбрасывать лишнее тепло на улицу, а экономить топливные ресурсы и энергию, прибегают к установке в систему отопительного котла еще одного устройства – теплоаккумулятора. Это приспособление не считают особо сложным, и многие умельцы делают и подключают теплоаккумуляторы собственноручно, в краткие сроки и без обращения к специалистам.
Теплоаккумулятор нужен не для всякого котла. Электрические и электродные котлы по нормам безопасности и своим техническим особенностям уже имеют высокоточную автоматику, с опцией рационального расхода ресурсов, и, как следствие, энергетические потери сведены к минимуму. Установка дополнительного устройства в этом случае будет лишним звеном. Затраты тоже можно назвать лишними – ведь в схеме котла, снабженного блоком управления и контроля, аккумулятор может окупиться через десять и более лет, а за такой срок можно и котел поменять, поскольку техника на месте не стоит и удивляет нас чуть ли не каждый год. Таким образом, если котел имеет современную автоматику хорошего уровня - заморачиваться с установкой резервуара для сбора малых избытков тепловой энергии вряд ли практично.
Другое дело – твердотопливные котлы и пиролизные котлы длительного горения. Для этих котлов высокая автоматика невозможна по их конструкции, и подбрасывать топливо для всех моделей этих котлов надо руками. В дровяной котел – раз в пять – семь часов, а в топку пиролизного агрегата – раз в десять часов, максимум – раз в сутки, в зависимости от градуса мороза на улице. Погасший котел потребует для розжига дополнительного топлива, и, конечно, времени. С установкой в систему теплоаккумулятора необходимость в ночных дежурствах можно упразднить окончательно, если аккумулированное днем лишнее тепло употреблять на обогрев жилища по ночам. Дополнительный плюс – экономия топлива.
Монтаж теплоаккумулятора
Кратко о монтаже теплоаккумулятора в отопительную систему:
Обвязка тведротопливного котла при добавлении теплоаккумулятора несколько изменится. Первым этапом модернизации системы делают проект, учитывая объемно-планировочное решение жилища, габариты комнат и этажность.
- Монтируют распределяющий коллектор, с условием грамотного размещения подающего и обратного трубопроводов для циркуляции жидкого теплоносителя.
- Подсоединяют трубопровод к котлу с обеспечением полной герметизации стыков.
- Присоединяют теплоаккумулятор так, чтобы излишки вырабатываемого тепла были направлены во внутренние части аккумулятора. Способ подключения аккумулятора к котлу зависит от модификации котла и от особенностей его эксплуатации.
- Подсоединяют циркуляционный насос на горячую воду.
- Завершают работы окончательной фиксацией всех трубопроводов и аппаратов системы отопления, проверяют, все ли соединения герметичны и проводят испытания системы. В трубах не должно остаться воздуха. Заполняют трубопроводы водой и тестируют.
Теплоаккумуляторы предлагаются рынком в большом ассортименте по маркам и моделям, а также в ценовом диапазоне. Для верного выбора модели требуется информация по всем рабочим параметрам своего котла, подбор делают по универсальной формуле и по инструкции аккумулятора.
Устройство теплоаккумулятора
Вкратце об устройстве теплоаккумулятора для твердотопливной отопительной системы:
Данный агрегат представляет собой корпус-емкость, заполненную теплоносителем, как правило – водой. Внутренняя часть емкости – трубчатые теплообменники сложных спиральных конфигураций, для максимального накопления тепла. Контуров столько, сколько запланировано по потребности и исходя из возможностей системы – один из контуров принимает тепловую энергию от котла, другой работает на обогрев жилища, отдельный контур для приготовления горячей воды для кухни, душа и т. далее.
Теплоаккумулятор может соединять и накапливать излишки тепла от всех имеющихся теплоэнергетических устройств системы обеспечения жилья – от топливного котла + от ТЭНов + от гелиосистемы или грунтового обменника.
Теплоаккумулятор своими руками
Для сооружения теплоаккумулятора собственноручно требуется корпус – в самом бюджетном виде для этой цели используют стальные бочки, подсоединяя к ним трубы на вход и на выход, а наружную поверхность такой бочки качественно теплоизолируют, чтобы исключить возможность теплообмена устройства с наружной средой. Кроме этого, требуется эффективная гидроизоляция и антикоррозионная обработка, поскольку контактировать с водой аппарат будет постоянно. Никакой электроники и автоматики данное устройство не предполагает, и это делает возможным его собственноручное изготовление. Надежность обусловлена минимумом деталей и стационарностью.
Но, чтобы устройство работало эффективно, требуется компоновка с внутренним теплообменником, который должен находится внутри аккумулятора. Тогда необходимое для обогрева тепло пойдет в отопительную систему, и излишки останутся в теплоаккумуляторе до того времени, когда наступит потребность в их употреблении. Практика потребителей показывает, что для устойчивой работы такой системы нужно рассчитывать емкость аккумулятора по исходным данным: на каждый 1 кВт паспортной мощности котельного агрегата – 50 л объема теплоаккумулятора.
Бочки или баки из нержавейки, конечно, предпочтительней, с толщиной стенок минимум 4 мм, чем толще, тем лучше. Форма сферы или цилиндра выгодней по теплотехническим параметрам (меньше площадь теплообмена со средой). Чтобы снизить лучевые теплопотери, снаружи корпус окрашивают серебрянкой и утепляют минватой и фольгированным утеплителем. Внутри бочку чистят металлическими щетками, защищают от коррозии (спецсоставами или ортофосфорной кислотой), а окрашивают вместе с установленными контурами-змеевиками. Применение порошковых красок даст хорошую защиту от окисления и минимизирует риск коррозионных процессов. Если порошковое окрашивание нереально, краска в любом случае должна быть термостойкой и наносится минимум за два раза.
Для индивидуального дома минимум объема бака 1000 л. Усиливают корпус и крышки ребрами жесткости. Устанавливают корпус с учетом нагрузок от собственной массы, поскольку эта масса увеличится при загрузке корпуса в несколько раз. В качестве теплоносителя лидирует вода, по причине доступности и показателю теплоемкости = 4,200 кДж/кг*град (для сравнения: у глицерина теплоемкость 2,660 кДж/кг*град; у нашатырного спирта 4,730 кДж/кг*град). Число контуров-змеевиков определяют, исходя из потребности, например, если вода для бытовых нужд готовится в бойлере, то контур окажется лишним.
Меры безопасности
Самодельные теплоаккумуляторы требуют ответственных мер для безопасной эксплуатации:
- Теплоаккумулятор всегда нагрет, следовательно, все легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества должны быть удалены из зоны контакта с аккумулятором или его нагретыми элементами.
- В закрытой отопительной системе теплоноситель находится под высоким давлением. Меры безопасности – конструкция должна быть герметична, иметь ребристое усиление с запасом прочности и прокладки из термоустойчивой резины.
- Если применен контур от ТЭНа, необходимо выполнить заземление стального корпуса, изолировать все контакты и выполнять правила безопасной установки.
Учитывая то, что твердотопливные котлы по КПД не являются лидерами, особенно простые модели (потолок – 80%), внедрение в систему такого простого устройства, как теплоаккумулятор, позволяет не только экономить топливо (значительно – до 25%), но и повысить КПД и срок службы котла, время работы которого в максимальном режиме сокращается, и всей системы, которая будет работать без перегрева. Цены на теплоаккумуляторы складываются в основном из материала и зависят от их объема.
