Целесообразность использования
Не стоит торопиться с покупкой ТА, ведь в некоторых случаях он может быть абсолютно бесполезен. Нет смысла устанавливать агрегат в следующих случаях:
- В центральном отоплении.
- К газовому или твердотопливному котлу с автоматикой.
- Если отопление нужно на короткое время и быстрое остывание и набор температуры предпочтительнее инерционного.
- В случае если теплоустановка не только греет помещение, но и подаёт тепло для какого-либо оборудования.
- При любом котле длительного горения.
Целесообразно устанавливать ТА:
- Если имеется твердотопливный котёл, и нет желания постоянно отслеживать его работу и часто топить.
- Если имеется водяное отопление от электроэнергии, при этом тарифы день/ночь отличаются (можно нагревать систему ночью – а днём работать будет теплоаккумулятор).
- Чтобы система не закипела, если например, использовалось другое топливо с большим тепловыделением.
Оснащать теплоаккумулятором можно электрические котлы, работающие от ветрогенераторов и солнечных коллекторов. Но чаще всего ТА используется с твердотопливным котлом.
Схема подключения
После установки резервуара на место надо его правильно присоединить к сети трубопроводов. Наиболее популярна стандартная схема подключения теплового аккумулятора, показанная на рисунке:
Для ее реализации понадобится 2 циркуляционных насоса и столько же трехходовых клапанов. Насосы обеспечивают циркуляцию в раздельных контурах, а клапаны – необходимую температуру. В котловом контуре она не должна опускаться ниже 55 ºС, дабы избежать появления конденсата в твердотопливном котле, этим и занимается клапан в левой части схемы.
Теплоноситель в трубопроводах отопления нагревается в зависимости от потребности в тепле, а потому подключение теплового аккумулятора с другой стороны осуществляется также через смесительный узел. Клапан может управлять температурой воды в автоматическом режиме, ориентируясь на датчик или с помощью терморегулятора. Одна из схем системы отопления с аккумулятором тепла (буферной емкостью) представлена на видео.
Способы и схемы подключения своими руками
Теплоаккумулятор с пустым баком устанавливают, если давление в системе небольшое
Сложность и особенности подключения зависят от типа теплового накопителя. Поэтому следует разобраться, какими они бывают.
- Самая простая конструкция – пустой внутри бак. Котел и потребители подключаются напрямую. Использование оптимально, если применяется одинаковый теплоноситель во всех контурах, давление в системе не превышает допустимые показатели накопителя и температура теплоносителя, подающегося из котла, не превышает допустимых значений для контура отопления. Если первые два требования не соблюдаются, при подключении в систему необходимо воспользоваться дополнительными внешними теплообменниками. В последнем случае следует установить смесительные узлы с трехходовыми кранами.
- Буферная емкость с внутренним теплообменником – одним или несколькими. Теплообменник представляет собой спиральную трубу из меди или нержавейки. В таком накопителе теплоноситель перемешивается. Змеевик, расположенный в нижней части, нагревает теплоноситель, горячая вода устремляется вверх как менее плотная. Наверху расположен другой змеевик, который забирает энергию и выводит ее на контуры отопления. Прибор такого типа оптимален при использовании разных типов теплоносителей, при высоком давлении и температуре теплоносителя, подключении нескольких генераторов тепла.
- Резервуар с проточным контуром горячего водоснабжения. Теплообменник по большей части расположен вверху бака. Он должен быть выполнен из металла, отвечающего нормативам пищевого водопотребления. Контуры подключаются напрямую. Такая система предпочтительна при равномерном расходе горячей воды.
- Теплоаккумулятор с внутренним бойлером. В накопительной емкости сохраняется нагретая вода для бытового потребления. Такой тип аккумулятора, накапливающего тепло, можно без проблем встроить в открытую и закрытую системы отопления, оснащенные твердотопливными, электрическими котлами и солнечными коллекторами. Особенно актуальны буферные емкости этого типа при использовании электрокотлов, когда теплоноситель нагревается ночью, а вода расходуется днем. Бойлера на 150 л вполне достаточно для суточного потребления воды среднестатистической семьей.
В системе с трехходовыми клапанами возможна более точная регулировка температуры
Другие типы систем:
- Простейшая схема обвязки, ограничивающая возможности регулировки. Горячая вода поднимается вверх и забирается из верхней точки, после остывания опускается и снова поступает в котел. Используется в том случае, если давление и температура в генераторе тепла и контурах отопления одинаковы. Температура регулируется только методом увеличения/уменьшения потока теплоносителя.
- В системе присутствуют узлы смешивания, байпасы, поэтому возможна более точная регулировка по температуре теплоносителя. Эффективность оборудования достигается благодаря установке, например трехходовых клапанов.
- В систему включен дополнительный бак, благодаря чему небольшой объем горячей воды доступен непосредственно после запуска котла. Потребителю не приходится ждать, когда система разогреется полностью, но запас воды не велик, а нагревается система медленнее, чем классическая.
- Внутри буферной емкости имеется один змеевик, через него проходит тепловая энергия от источника, а уже от змеевика нагревается теплоноситель в тепловом накопителе. В системе этого типа применяют разные теплоносители. Можно выбирать такие, которые нельзя смешивать из-за несовместимости химических характеристик. Через змеевик можно запитать отопление или ГВС, либо по этому кругу будет циркулировать теплоноситель от источника.
- В системе установлен дополнительный внешний теплообменник. Он позволяет поддерживать нужную температуру в аккумуляторе.
- Система с проточным контуром горячего водоснабжения. Она оптимальна, если горячая вода используется равномерно. В противном случае рекомендуется приобрести энергоаккумулятор со встроенным бойлером.
- Система с одним змеевиком и подключением к альтернативному источнику энергии, например, солнечному коллектору. Называется бивалентной. Подключение осуществляется таким образом, что коллектор играет ведущую роль в нагреве системы, а котел подключается, когда тепловой энергии недостаточно.
- Мультивалентная система, где основной нагрев осуществляют низкотемпературные источники, например солнечный коллектор и геотермальный тепловой насос. Они подключаются в нижней части теплового аккумулятора. В качестве вспомогательного источника тепловой энергии применяется высокотемпературный котел.
ТОП-10: теплоаккумуляторы для отопления с твердотопливными котлами, особенности
На рынке теплоаккумуляторы представлены достаточно широко. Здесь разные модели от большого количества производителей. В составлении рейтинга принимали участие не только специалисты, но и потребители, у которых есть опыт использования приборов этого типа.
Десятое место — Nibe BU
Его занимает агрегат марки Nibe BU – 500.8 от компании “NIBE Industrier AB” из Швеции. Аккумулятор напольного типа с внутренним объемом 500 литров. Может выдерживать давление горячей воды до 6 бар и температуру до +95°С.
Это стандартная модификация, простая, недорогая, хорошо себя показала в эксплуатации. Но достаточно тяжелая – 107 кг. В качестве утеплителя используется пенополистирол толщиной 140 мм.
Может подключаться к нескольким потребителям. В модельной линейке присутствуют и теплоаккумуляторы со змеевиком, и с накопительным баком.
Девятое место — ETS 200
Это место ETS 200. Производитель – немецкая компания Stiebel Eltron. Прибор нужно отнести к категории электрических теплоаккумуляторов. С твердотопливными котлами их почти не используют. Но среди потребителей он очень популярен.
Восьмое место — HAJDU AQ PT 500
Это венгерский агрегат, классический. Марка – HAJDU AQ PT 500. В модельном ряду есть комбинированные разновидности со змеевиком и баком. Совместимы с котлами разного типа и твердотопливными, в том числе. Дополнительно комплектуются ТЭНом.
Недостатки:
- в комплектацию не входит теплоизоляционный слой, его придется приобретать и устанавливать отдельно;
- давление внутри емкости – не более 3 бар.
Седьмое место — HAJDU AQ PT 1000
Его занимает модель HAJDU AQ PT 1000 С от венгерской компании. Производитель изначально изготавливал прибор с полной совместимостью с твердотопливным котлом мощностью 25-35 кВт. Плюс – два дополнительных патрубка для подключения к солнечному коллектору.
В конструкцию входят два змеевика общей площадью соприкосновения с водой 4,2 м² и отверстие под монтаж ТЭНа. Его придется приобретать отдельно.
Эта модель теплоаккумулятора может работать с твердотопливным котлом и системой отопления, в которой обязательно установлен циркуляционный насос. Без него эффективность агрегата резко снижается.
Шестое место — S-TANK СЕРИИ HFWT
Его отдали белорусскому аккумулятору – S-TANK СЕРИИ HFWT – 300. Классический вариант с теплообменником. Объем бака 300 л, отсюда небольшие габаритные размеры. Выдерживает давление до 6 бар и температуру до +110°С.
Теплоаккумулятор из Белоруссии
Пятое место — S-Tank AT 300
Оно у того же производителя, но у модели S-Tank AT 300. Отличие от предыдущего варианта – совместимость с нагревательными котлами разного типа: газовые, электрические, твердотопливные, топливными насосами, каминными рубашками и прочее.
Четвертое место — S-TANK АТ AT-1000
Это самая простая модель без теплообменников и других функциональных устройств. Поэтому совместима с твердотопливными котлами мощностью до 10 кВт. Характеристики:
- объем 1000 л;
- давление 6 бар;
- температура +95°С.
Третье место — HAJDU AQ PT 750
HAJDU AQ PT 750 отличается от предыдущих моделей этого производителя только наличием внутри дополнительного бака, который используется в качестве теплообменника.
Характеристики:
- давление 3 бара;
- температура +95С;
- наличие в комплекте ТЭНа;
- напольное исполнение;
- объем 750 л;
- толщина утеплителя 10 см.
Второе место — HAJDU PT 300
Оно у HAJDU PT 300, объем бака которого 300 л. Это стандартная емкость, непокрытая изнутри антикоррозионным покрытием, и без змеевика. Есть отверстие для установки ТЭНа. Простой, надежный и недорогой теплоаккумулятор, отсюда высокая популярность, особенно среди потребителей. Совместим не только с твердотопливными котлами.
Теплоаккумуляторы венгерского производителя
Первое место — S-TANK АТ PRESTIGE
Его отдали белорусской модели S-TANK АТ PRESTIGE – 500. Изготовлен из нержавейки, отсюда практически неограниченное время эксплуатации. Внутри установлен змеевик.
Производитель обеспечил прибор блоком защиты от перегрева, что увеличивает безопасность агрегата. У модели двойная теплоизоляция. Объем составляет 500 л.
Подмес горячей воды и добавка клапанов
Чтобы система заработала надо обеспечить автоматический подмес горячей воды в обратку. Таким образом повышаем температуру воды, заходящей в котел. Если в него будет попадать слишком холодный теплоноситель, котел может быстро выйти из строя. Существует несколько распространенных схем обвязки с добавлением обратки. Мы используем трехходовой смесительный термостатический клапан. Установка этого клапана позволяет образовать малый круг обращения теплоносителя, в результате чего разогрев котла ускорится. Такой подход предотвращает образование конденсата, тем самым оберегает теплообменник от поломок из-за значительной разницы температур.
Представим смоделированную ситуацию. Встроенный лепестковый клапан выставим на срабатывание при достижении температуры 55 градусов. При запуске котла вода в системе не нагрета и пока она холодная, клапан закрывается и пускает носитель по малому кругу. После того, как подаваемая вода нагрелась до порогового значения 55 градусов, клапан приоткрылся и начал подмешивать охлажденную воду из обратки. На следующем этапе нагревается вся бочка, при этом температура обратки также поднимется выше 55 градусов. В этот момент клапан полностью переключится и пустит воду по большому кольцу.
После подключения обратки схему обвязки твердотопливного котла добавляем клапан сброса давления. Он необходим на случай превышения рабочих показателей. В твердотопливном котле предусмотрено специальное отверстие для монтажа клапана. В других моделях клапан можно установить через тройник. Включаем в систему расширительный бак. После него для завершения обвязки со стороны теплогенератора необходимо подключить электрокотел. Он включается в схему параллельно уже установленному твердотопливному котлу.
У нас образовались две подачи, на каждой из них необходимо установить обратные клапаны. Это делается для того, чтобы насос одного из котлов не качал воду по рабочему контуру в противоход другому. Напомним, на твердотопливном котле используем не обычный, а лепестковый клапан.
Расчёт объема буферной емкости котла
По расчетам, теплоаккумулятор должен принять всю энергию от одной закладки топлива в котел Объем буферной емкости обычно рассчитывают таким образом, чтобы за время горения одной закладки топлива теплоаккумулятор сохранил все выработанное котлом тепло. Самостоятельно можно произвести лишь приблизительные расчеты, не учитывающие теплопотери от радиаторов отопления и влияние температуры воздуха в помещении. Основная формула для расчетов объема теплоаккумулятора:
W = k × m × с × Δt, где
- W – избыточное количество тепла;
- m – масса жидкости;
- с – теплоемкость теплоносителя;
- Δt – количество градусов, на которые нужно нагреть теплоноситель;
- k – КПД котла.
Отсюда нужно вычислить массу теплоносителя: m = W / (k × с × Δt).
Так как W определяется как разница значений энергии, выработанной котлом и затраченной на обогрев дома, необходимо также уточнить их и время прогорания закладки топлива. Если мощность котла приводится в паспорте прибора, расход тепловой энергии на отопление нужно рассчитывать. Время прогорания топлива определяется опытным путем. Допустим, это 3 ч, а на отопление дома требуется 10 кВт/ч. Значит, за 3 ч будет потрачено: 10 × 3 = 30 кВт.
Выработка тепла котлом мощностью 22 кВт/ч составляет: 22 × 3 = 66 кВт.
По итогам расчета избыточное тепло составит: W = 66 – 30 = 36 кВт. Переводим в Вт, получаем 36000 Вт.
Используя формулу m = W / (k × с × Δt), определяем искомое значение массы воды. КПД указывается в паспорте в процентах. Это значение нужно перевести в десятичное, разделив на 100. Например, 80/100 = 0,8. Теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С.
Δt определяют путем измерения температуры трубы подачи и обратки, вычитая из большего значения меньшее. Например: Δt = 88 – 58 = 30°С. Таким образом, m = 36000/(0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 кг.
Для сохранения всей избыточной энергии, выработанной котлом, потребуется емкость объемом не менее 1 288,7 м3. Подойдет теплоаккумулятор Jaspi GTV Teknik на 1500 л. При более скромных значениях расчета можно ограничиться резервуаром, к примеру, на 750 л.
Рейтинг теплоаккумуляторов
Производители выпускают буферные емкости разных типов. На рынке представлены простые модели с пустотелой конструкцией, устройства с одним или двумя теплообменниками, встроенными бойлерами. Наша команда VyborExperta.ru проанализировала теплоаккумуляторы для системы отопления ведущих производителей.
Изучались надежность, ремонтопригодность, устойчивость к внешним воздействиям. Эксперты проверяли функциональность, эффективность теплоизоляции, соответствие технических характеристик паспортным данным. Учитывались отзывы владельцев, мнения теплотехников, доступность сервисного обслуживания.
Особое внимание мы уделили следующим параметрам оборудования:
- Объем емкости – чем больше теплопотери в доме и ниже КПД котла, тем больше потребуется теплоносителя;
- Максимальная и рабочая температура нагрева – от этих показателей зависит экономичность работы котла;
- Максимально допустимое давление в системе – рекомендуемое давление в системе отопления небольшого загородного дома и роскошного особняка в 2-3 уровня имеет разные значение. Характеристики аккумулятора должны соответствовать этим показателям;
- Габариты оборудования – от параметров емкости зависит возможность установки тепловой техники в домашней котельной;
- Наличие теплообменника – улучшает общее КПД системы;
- Используемые материалы – зависит вес буферной емкости, устойчивость к коррозии и перепадам температур.
Не все теплоаккумуляторы соответствовали требованиям, которые предъявляются к надежной тепловой технике. Отсутствие защиты от перегрева, высокий коэффициент теплопотерь, слабая теплоизоляция, непродолжительный срок гарантии – оборудование с такими характеристиками исключалось из рейтинга.
Назначение, достоинства и недостатки
Кроме своей основной функции, накопление тепла, с последующей отдачей в отопительную систему, он выполняет и защитную. Аккумулятор, благодаря постоянному отбору излишнего тепла, не позволяет котлу перегреться, не допускает закипания теплоносителя в рубашке котла.
Его емкость рассчитывается таким образом, чтобы котел не смог довести отопительную систему до критических температур. В качестве теплоносителя может использоваться и антифриз, у него температура кипения выше, чем у воды, и хорошая теплоотдача.
Отбор избыточного тепла, когда котел работает на максимальной мощности, повышает производительность отопительной системы на 30%. Соответственно, уменьшается расход топлива. Обеспечивает горячей водой весь дом. Уменьшает количество загрузок топлива. Из недостатков можно отметить только потребность в дополнительных площадях под емкости.
Выбор теплоаккумулятора: на что обратить внимание
Если речь идет о выборе теплоаккумулятора своими руками, то важно обязательно учитывать целый ряд особенностей и характеристики оборудования. Следует отметить, что от этого зависит не только цена, но еще и долговечность, производительность и безотказность работы оборудования
Промышленные теплоаккумуляторы
Среди основных рабочих параметров аккумуляторов теплоты можно выделить:
Габаритные размеры, вес, объем
Именно объему и весу следует уделять особое внимание в процессе подбора тепловых аккумуляторов. Как мы оговаривали ранее, объем бака подбирается в зависимости от мощности котла
Но, следует отметить, чем больше объем теплоаккумулятора, тем лучше, ведь удается добиться максимальной производительности и экономичности системы.
Нельзя не отметить, что если по каким-то причинам габариты баков аккумуляторов не позволяют установить их в доме (например, это касается объемных 2000-литровых емкостей), то можно заменить их на несколько, но уже меньшего объема;
Буферная емкость и ее тепловые характеристики
В том же случае, когда рабочее давление колеблется в пределах 4-8 бар, потребуется выбрать баки с торосферическими крышками. Конечно же, цена такой техники несколько выше, но и по своим характеристикам они более предпочтительны;
Материалы. Практически каждый твердотопливный теплоаккумулятор, изготовленный в странах Европы, состоит из обычной углеродистой стали, покрытой влагостойкой краской. Но, следует отметить, выбирать лучше всего баки из нержавеющей стали, устойчивые к коррозии и воздействию различных добавок, которые содержат теплоносители.
Когда необходим теплоаккумулятор
Тепловой аккумулятор применим к разным типам котлов. В основном, его используют в гелиосистеме, с твердотопливными и электрокотлами. Система с коллекторами позволяет применять ежедневно энергию солнца в быту. Если не использовать тепловой аккумулятор, то комплекс не будет полноценно работать, потому что энергия от солнца поступает неравномерно.
Фото: termocom-spb.ru
Накопители используют в отопительных системах с котлами на твёрдом топливе. Буферное устройство позволяет обеспечить теплом в момент перехода агрегата в пассивный режим. Бак должен быть большого размера, чтобы накопить значительный объём тепла, а затем его использовать рационально.
Сократить значительные расходы на электроэнергию можно если буферная ёмкость имеет хорошую вместительность, используя оборудование в ночное время или в выходные.
Как выбрать теплоаккумулятор
Производители предлагают широкий выбор буферных емкостей, работающих на разных принципах. Какой купить теплоаккумулятор для твердотопливного котла в частном доме? От эффективности оборудования зависит, будет ли тепло в комнатах утром, когда прогорит закладка дров или угля. При выборе необходимо уделить основным техническим характеристикам, влияющим на работу системы отопления.
Объем
Теплоаккумулятор для частного дома должен иметь объем, который позволит аккумулировать тепло от одной закладки котла, используемого для обогрева. Приблизительно рассчитать эту характеристику не сложно: на 1 кВт мощности требуется 30-50 литров теплоносителя. Более точный расчет учитывает калорийность используемого топлива, объем камеры сгорания, КПД теплового оборудования и теплопотери дома. Если объем недостаточный, то система отопления будет работать неэффективно.
Для расчета объема буферной емкости можно воспользоваться калькуляторами на специализированных сайтах, но лучше всего – обратиться за помощью к теплотехнику. Специалист учтет специфику установленного котла, теплопроводность внешних ограждающих конструкций и предложит модель накопителя с оптимальным объемом и функционалом.
Материал бака
Выпускаются модели из нержавейки, конструкционной и низкоуглеродистой стали. Состав металла и его толщина влияют на такие факторы, как устойчивость к коррозии и высокому давлению. Если вода, поступающая из буферной емкости, будет использоваться в системе горячего водоснабжения, то необходима улучшенная защита от коррозии. Ее обеспечат баки из нержавеющей стали или из металла, покрытого эмалью.
Дополнительные функции
Положительные отзывы на теплоаккумуляторы для котла часто связаны с функционалом оборудования. Возможность подключения нескольких контуров позволит использовать накопители для подключения не только к обвязке с радиаторами отопления, но и к системе ГВС, теплому полу. Буферную емкость можно подключать к нескольким источникам тепла, что поможет снизить затраты на коммунальные услуги и избежать аварийных ситуаций.
Поклонникам «зеленой» энергетики необходимо отдать предпочтение моделям, которые имеют возможность подключения к солнечным панелям или тепловым насосам. Для контроля над основными рабочими параметрами оборудование должно комплектоваться термометрами, манометрами. Наличие встроенного ТЭНа – улучшает функционал и защищает от падения температуры при остановке котла. Возможность нарастить мощность электрических нагревателей – удобное решение для владельцев больших домов или производственных предприятий.
