Буферная емкость для отопления: принцип работы и критерии выбора

Что представляет собой буферная емкость для отопления, и зачем она необходима в котле? Если говорить коротко, то такая емкость представляет собой большую железную бочку для воды, имеющую теплоизоляционный слой и выполняющую функции термоса. Из-за своей способности накапливать тепло, а потом постепенно распределять его по всей отопительной системе, емкость помогает экономить финансовые средства, предназначенные для оплаты расходов, связанных с обогревом помещения.

Основное предназначение и принцип работы

Функционирует емкость в отопительной системе по определенной схеме. Котел нагревает тепловой носитель, которая собрана в буферной емкости. Насосная установка подает горячий носитель из верхней точки емкости к радиаторам. В таком же объеме вода возвращается через обратку в буферное устройство для системы оопления. На насосе можно смонтировать термостат, отвечающий за включение и отключение установки.

Как только температурный режим понизится, котел придется топить снова. Но как быстро произойдет подобное? Если в системе нет буферной емкости, это происходит сразу, и ощущается часа через три. А установленная в системе отопления буферная емкость увеличит объем теплового носителя в несколько раз, значит, и остывание его будет происходить медленней. Как говорится, реальность пользы и экономии денег вполне очевидна.

Главная польза от накопительного бака состоит в обеспечении дополнительной безопасности. Проще говоря, емкость защитит котел и отопительную систему от перегревания во время отключения электрической энергии. В связи с тем, что дрова прогорят не сразу, и циркулирование воды не прекратится, котел перейдет в режим аварийного ожидания. Если отключается электроэнергия, и насосы останавливаются, то в случае подключения буферной зоны с возможностью естественного движения теплоносителя, бак заберет излишки тепловой энергии и не допустит создания аварийной ситуации в системе обогрева.

Естественно, вариант установки буферной емкости для котла отопления – дело затратное по стоимости и расходным материалам. При этом площадь вашей котельной должна быть не менее восьми квадратных метров с потолками не ниже двух с половиной метров.

Как выглядит буферная емкость для отопления

Существуют разные методы расчетов рекомендуемых объемов, но практикой доказано, что на каждый киловатт мощности необходимо создавать запас объема в два – три десятка литров. Получается, что вместительность буферного бака полностью зависит от мощности вашего оборудования.

Но все расходы вам придется понести один раз – потом начнется сплошная экономия.

Варианты конструкций и схем их подключения

Буферные емкости для систем отопления могут быть прямоугольными либо плоскими. Но мера эта вынужденная, определяется условиями монтажа в конкретной котельной. В качестве теплового носителя могут использоваться обычная вода или антифриз.

Чтобы улучшить эффективность работы емкости, ее рекомендуется утеплять слоем на четыре – десять сантиметров. Кроме этого, буферная емкость для котла отопления может комплектоваться:

• встроенными электрическими нагревательными элементами (ТЭНами),
• медными или стальными змеевиками, изготовленными из нержавеющего материала или черного металла. Их основное предназначение – готовить ГВС, подключать дополнительные тепловые источники, гелиосистемы, «теплые полы»,
• резервуарами для подготовки ГВС вместимостью на сто – двести литров.

Теперь рассмотрим наиболее распространенные варианты подключения буферной емкости к системе отопления.

Основное предназначение смесительного узла – не пускать холодную воду из обратки в теплогенератор. Трехходовой клапан, отрегулированный на температурный режим не ниже сорока пяти градусов, направляет тепловой носитель по малому кругу, пока он не нагреется до заданного параметра. После этого через клапан начинает дозировано поступать холодная жидкость. Чтобы очищать систему от накипи, до клапана рекомендуется установить фильтр-грязевик. При этом необходимо помнить, что вертикальная схема монтажа – ошибочное действие.

Большинство изготовителей настоятельно советуют пользоваться теплоаккумуляторами (буферными емкостями). Обусловлено это определенными причинами:

• после закрытия заслонки в камере тлеет древесина с минимальным количество кислорода, от чего повышается количество угарного газа, растет уровень загрязнения окружающей среды. По этой причине котел должен функционировать на средних или максимальных показателях, излишки тепла сосредотачивая в емкости,
• как только дрова прогорят, тепловой энергии, накопившейся в буферной зоне, будет достаточно, чтобы какое-то время обогревать все помещения. Продолжительность такого варианта обогрева зависит от величины бака.

Вариант подключения, альтернативный предыдущему способу – обвязка котла, работающего на твердом топливе, с буферным баком. Способ подключения буферной емкости к системе отопления отличается тем, что бак не накапливает тепло, а разделяет котел от трубного контура отопительной системы, которых может быть несколько, с разными температурными режимами теплоносителей.

Зачастую твердотопливные котлы устанавливаются в качестве дополнительного элемента в домах, в которых уже имеются электрические установки. Чтобы совместная работа проходила корректно, потребуется выполнить правильную обвязку, в которой предусмотрена для агрегатов подстраховка друг друга. К примеру, в котле прогорает уголь. В это момент автоматически активируется электрический либо газовый котел.

Плюсы и минусы использования

Каждый тепловой источник, предназначенный для обогрева помещений, отличается своими особенностями, которые необходимо принимать во внимание во время проектирования и монтажа теплового источника.

Установка буферной емкости в систему отопления отличается неоспоримыми преимуществами:

• практически на пятьдесят процентов экономятся энергетические ресурсы,
• емкость дает возможность котлу работать на полную мощность. Это продлевает ресурс теплового источника, потому что конденсат образовывается в минимальных количествах. Кроме того, топливо сгорает в полном объеме, количество вредных выбросов в атмосферу снижается, котел реже нуждается в чистке,
• объем теплового носителя, содержащийся в буферной емкости, защищает отопительную систему от перегрева,
• работа теплоаккумуляторного бака лучше всего проявляется в межсезонье, когда отопительный котел задействуют периодически.

Буферная емкость для отопления экономит ресурсы

Теперь рассмотрим негативные моменты, которые присущи буферной емкости:

• придется нести дополнительные расходы на приобретение буферного резервуара и прочих комплектующих, необходимых для обвязки. Но практикой уже доказано, что все расходы окупятся в течение двух – трех лет,
• система отопления усложняется, для установки оборудования потребуется дополнительное пространство,
• отопительная система с буферным баком будет «разгоняться» в течение двух – четырех часов.

Критерии выбора

Решив выполнить установку емкости, придется учесть определенные нюансы:

• объем тепла емкости зависит от вместительности. Количество теплоносителя должно быть таким, чтобы энергия не расходовалась зря, и весь избыток тепла сосредотачивался в баке,
• уточняется предел допустимого давления. Оно должно быть не менее аналогичных показателей для любого отопительного контура,
• по значениям показателей, приведенных выше, определяют размеры и вес емкости. Не стоит забывать, что в баке будет вода, массу которой тоже придется учесть,
• выбор модели осуществляется с учетом схемы подсоединения и решаемых задач. По этой причине могут устанавливаться баки, имеющие необходимое количество теплообменников,
• немаловажное значение уделяется материалу, из которого изготовлен бак. Нержавеющая сталь прослужит долго, но и обойдется вам по деньгам значительно дороже.

При выборе буферной емкости для отопления обращайте внимание на материал изготовления

Нюансы подключения к системе отопления

Когда буферная емкость приобретается к существующей схеме, до подключения в общую систему отопления рекомендуется продумать вопрос, как вы внесете ее в котельную. Вероятно, придется снимать дверное полотно или даже расширять проем. Если площадки под бак, наполненный водой, по прочности окажется маловато, придется устраивать дополнительное фундаментное основание.

Обязательно ознакомьтесь с вариантами подключения выбранного вами буферного бака, монтажом нагревательных элементов, измерительных устройств, приборов для обеспечения безопасной эксплуатации. Здесь необходимо помнить, что соединения сварным способом запрещаются – только резьба или фланцы.

Эффективность работы вашего буферного устройства будет зависеть от толщины теплоизоляционного слоя и материала, из которого он будет устроен.

Рядом с баком необходимо установить предохранительный клапан и манометр.

На каждый используемый патрубок системы устанавливается запорный кран и прибор для визуального наблюдения за температурным режимом. Если в комплекте поставки такие элементы отсутствуют, их необходимо приобрести отдельно.

На некоторых моделях имеются воздухоотводчики, работающие в автоматическом режиме. В противном случае их докупают и устанавливают в специальное гнездо на верхней части бака или находящегося там же патрубка.

Не рекомендуется заниматься самостоятельным усовершенствованием буферных систем, чтобы не создать проблем для безопасного проживания.

Методы расчета параметров

Опытные специалисты, выбирающие буферную емкость для устройства системы отопления, при расчете емкости пользуются одним из известных способов.

Статистический

При таком варианте подразумевается определение нужного объема емкости с учетом количества загружаемого топлива. В основу закладывается принцип равновесия между показателями вырабатываемой и используемой энергии.

Чтобы тепловая энергия не отбиралась системой отопления, емкость должна поглощать все количество энергии, произведенной котлом при максимальной загрузке топки. Для такого расчета придется номинальную мощность котла умножить на время, за которое топливо прогорит полностью.

Динамический

Для проведения расчетов этим способом необходимо знать количество энергии, затрачиваемой на обогрев здания, и действующий в этот момент температурный режим. Максимальное время для работы котла в этом случае определяется пользователем, измерение его ведется в сутках.

Буферная емкость защитит ваш отопительный котел от гидравлических ударов, прогрев теплового носителя в системе будет происходить более равномерно. Аккумуляторный бак займет важное место в вашей системе обогрева помещений.

Лучшие теплоаккумуляторы

Самой затратной статьей в коммунальных услугах является отопление. В частных домах владельцы не торопятся с подключением к теплоцентралям и отдают предпочтение автономным системам. При этом основное внимание уделяется выбору доступного топлива, экономичной и эффективной модели котла. Несмотря на все усилия, затраты на автономное отопление значительны, что заставляет задуматься о поиске метода или технологии, которая поможет сократить расходы.

Уменьшить затраты на топливо поможет установка теплового аккумулятора. Лучшие теплоаккумуляторы могут снизить расход горючего для котлов на 50%. Выбрать и купить такое оборудование поможет рейтинг, составленный нашими экспертами.

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.

Лучшие теплоаккумуляторы для котлов

В процессе работы бак теплоаккумулятор для котла получает избыток энергии, поставляя ее в систему отопления в моменты холостой работы топливного оборудования. Это позволяет избавить котел от перегрева, увеличить интервалы между двумя ступенями работы, поддержать комфортную температуру во время отключения основного источника тепла. Наши эксперты проанализировали 12 моделей и выбрали 7 буферных емкостей, которые займут достойное место в системе отопления частного дома. Все выбранные тепловые аккумуляторы имеют высокий КПД и отличаются хорошим функционалом.

Hajdu AQ PT6 500

Накопитель венгерского производства предназначен для подачи теплоносителя в систему отопления. Подключить к теплоаккумулятору можно котел, работающий на твердом топливе, мазуте, природном газе или твердом топливе. Буферная емкость может работать в паре с солнечными батареями и топливными насосами. Объем модели рассчитан на 500 литров воды.

Особенностью конструкции является отсутствие на внутренней поверхности антикоррозионного покрытия. Это позволяет использовать оборудование только для отопительной системы. Поставляется накопитель без теплоизоляции – кожух приобретается отдельно. Такое решение позволяет выбрать оптимальную толщину утеплителя с учетом теплопотерь дома.

Достоинства:

• Удобное расположение входных отверстий упрощает подключение обвязки;
• Возможно подключение ТЭНа;
• Размеры позволяют без труда занести накопитель в дверной проем;
• Низкая цена;
• Универсальность.

Недостатки:

Теплоизоляционный кожух имеет толщину 100-120 мм. В качестве материала теплоизоляции выбрана искусственная кожа с низким коэффициентом теплопроводности. Кожух позволяет сохранить тепло и увеличить КПД работы котла.

S-Tank Hfwt DUO -1000

Накопитель емкостью 1000 литров укомплектован двумя спиральными теплообменниками, изготовленными из нержавейки. Это надежный и эффективный теплоаккумулятор для отопления дома, небольшого магазина или ресторана. Буферная емкость может работать в паре с солнечными коллекторами, котлами на природном газе и твердом топливе, тепловыми насосами.

Нижний змеевик подключается к источнику тепла, вода, проходящая по верхнему змеевику, нагревается до температуры, которая на 2 градуса ниже, чем у воды, накопленной в баке. В распоряжении пользователя постоянно находится 1000 литров горячей воды.

Модель поставляется с теплоизоляционным кожухом из эластичного пенополиуретана и полиэфира. Теплообменник рассчитан на рабочее давление 6 атмосфер, максимальное давление в баке – 3 атмосферы. Суточные потери тепла не превышают 0,81 кВт.

Достоинства:

• Максимальная температура в баке – 95 градусов;
• Высокая устойчивость к коррозии;
• Допускается использование в качестве теплоносителя водногликолевых растворов;
• Гарантия производителя 5 лет;
• Кольцевая опора обеспечивает хорошую устойчивость.

Недостатки:

Drazice Nado 300/20 v6

Накопитель с двумя теплообменниками: один нагревает техническую воду и имеет емкость 20 литров, другой – предназначен для подключения к солнечному коллектору. Объем бака 300 литров, с внутренней стороны емкость покрыта эмалью.

Максимальная температура в теплообменниках 110 градусов, давление – 1 атмосфера. Температура воды в баке 90 градусов, давление 0,3 атмосфер.

Модель комплектуется двумя патрубками для ввинчиваемых водонагревателей, работающих от электричества. Допустимая мощность ТЭНов 2х6 кВт. Низкий уровень теплопотерь обеспечивает за счет слоя полиуретановой теплоизоляции и съемного защитного кожуха. Корпус окрашен жаростойкой краской, которая обеспечивает высокий уровень защиты от коррозии.

Достоинства:

• Изоляция поставляется в отдельной упаковке;
• Удобное расположение патрубков;
• Компактные размеры;
• Змеевик размещен по всей высоте бака, что улучшает теплоотдачу;
• Габариты удобные для монтажа в небольшом помещении.

Недостатки:

Electric boiler Heat Tank

Промышленный накопитель, вмещающий 1500 литров воды. Предназначен для поддержания температуры в диапазоне от +35 до +85 градусов. Работает в паре с отопительными твердотопливными и газовыми котлами. Предустановленный ТЭН мощностью 30 кВт позволяет пользоваться электроэнергией в качестве резервного источника питания. Емкость изготовлена из нержавеющей стали. Толщина теплоизоляции 25 мм, дополнительная защита корпуса от коррозии с помощью нейлонового чехла.

Модель имеет диаметр 1 метр и высоту 2 метра, что позволяет легко найти место для монтажа термоаккумулятора. Удобное расположение патрубков облегчает подключение. При желании заказчика встраивается трубчатый теплообменник, а мощность ТЭНа увеличивается до 150 кВт.

Достоинства:

• Рабочее давление в баке 0,6 атмосфер;
• Время нагрева воды меньше 3 часов;
• Высокая точность настройки термостата;
• Плавная регулировка температуры;
• Автоматический термовыключатель ТЭНа;
• Предохранительный клапан.

Недостатки:

• Не предназначен для технической воды.

Sunsystem P 1000

Теплоаккумулятор на 1000 литров воды предназначена для работы с котлами любого типа. Вертикальная компоновка позволяет использовать минимум полезной площади в бойлерной. Резервуар изготовлен из конструкционной низколегированной стали с наружной стороны покрыт грунтовкой и защищен мягкой теплоизоляцией из полиуретана, толщиной 100 мм. От коррозии бак предохраняет полимерное покрытие на основе ПВХ.

Удобное расположение патрубков упрощает схему подключения, а внутренняя резьба делает ее максимально надежной. В качестве резервного источника питания можно использовать ТЭН. Рабочее давление в системе не должно превышать 3 атмосфер. Температура в накопителе варьируется в широком диапазоне от 3 до 95 градусов. Установка теплоакумулятора снижает расход топлива на 30-40%.

Достоинства:

• Эффективно поддерживает температуру на заданном уровне;
• Увеличивает время между чистками котла;
• Боковая подводка коммуникаций;
• Гарантия производителя 3 года;
• Подключается до 3 источников внешнего тепла.

Недостатки:

De Dietrich PSB

Теплоаккумулятор французского производства на 1500 литров. Бак изготовлен из толстолистовой стали и способен выдерживать высокое давление до 7 атмосфер. Внутреннее покрытие – грунтовка, эффективно защищающая от коррозии. Буферную емкость можно подключить к нескольким источникам теплоснабжения и нескольким контурам отопления. Модель комплектуется гибкой обшивкой из минеральной ваты толщиной 100 мм или жестким кожухом из полистирола. Наружная поверхность защищена от коррозии полимерным декоративным покрытием на основе ПВХ.

Достоинства:

• Вертикальная компоновка;
• Удобная боковая подводка;
• Стильный дизайн;
• Высокое качество сборки.

Недостатки:

• Отсутствуют теплообменники;
• Нет встроенных ТЭНов.

Oso Accu АS

Компактный накопитель на 100 литров предназначен для работы в паре с солнечным коллектором или небольшим тепловым насосом. Внутренний бак изготовлен из нержавеющей стали. Конструкция выдерживает высокое давление в 9 атмосфер. Полная нагрузка на наконечник обеспечивает максимальную безопасность при выходе источника тепла из строя или при плохой погоде.

Широкий выбор вариантов подключения делает простой стыковку с обвязкой. Оборудование имеет габариты 45х45 см, что позволяет установить накопитель в любой точке дома. Поставляется без теплоизоляции, что позволяет самостоятельно выбрать оптимальный уровень защиты от теплопотерь.

Достоинства:

• Высокая устойчивость к коррозии;
• Современный дизайн;
• Боковая подводка;
• Энергетическая эффективность;
• Встроенный ТЭН;
• Двойной набор соединений.

Недостатки:

• Отсутствуют теплообменники;
• Высокая цена.

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.

Какой теплоаккумулятор лучше

Буферная емкость должна занимать мало места, полностью соответствовать по своим техническим характеристикам параметрам котла. Оборудование не должно иметь сложную систему подключения. Теплоизоляция лучшего оборудования полностью соответствует требованиям пожарной безопасности и позитивно действует на КПД системы обогрева, не позволяет обжечь руку при случайном касании. Такая накопительная емкость поможет снизить ежегодные расходы на топливо на 30-50%.

Наши эксперты проанализировали предложения лучших мировых производителей и, в зависимости от особенностей эксплуатации, рекомендуют следующие модели термоаккумуляторов:

• Hajdu AQ PT6 500 – компактная модель для небольшого загородного дома;
• S-Tank Hfwt Duo -1000 – практичная емкость для системы отопления особняка;
• Electricboiler Heat Tank – накопитель для небольшого производственного предприятия4
• Oso Accu АS – компактный теплоаккумулятор для дачного домика.

Какой должна быть буферная емкость, способный ежедневно поддерживать тепло и комфорт в доме, оберегать котел от перегрева на протяжении долгой зимы? Только лучшие накопители с хорошей термоизоляцией могут справиться с поставленной задачей.