Зачем нужен аккумулирующий бак в системе отопления: 5 причин добавить в систему отопления накопительную емкость

Аккумулирующие (накопительные) баки являются неотъемлемой частью эффективной системы отопления. В статье рассмотрены преимущества установки аккумулирующих баков в систему отопления. Технические возможности и экономическая выгода.

Виды исполнения аккумулирующих ёмкостей

1. Без контура косвенного нагрева – полые емкости внутри.
2. С одним контуром косвенного нагрева – теплообменник в виде змеевика из черного металла или нержавеющей стали.
3. С двумя контурами косвенного нагрева – два теплообменника в виде змеевиков из черного металла или нержавеющей стали.

Производители предлагают полный перечень модификаций теплоаккумулирующих емкостей по наличию и видам внутренних теплообменников.

Применение аккумулирующих баков в различных системах отопления

Тепловые аккумуляторы могут быть установлены в системе с различными источниками тепла, в т.ч. их комбинациями

Принцип, по которому работает накопительная ёмкость – накапливая излишки тепла, поступающие от котла, со временем отдавать их для обогрева помещения.

В различных системах отопления этот принцип реализовывается по-разному.

С твердотопливным котлом

Чаще всего, накопительные емкости устанавливают в системе с твердотопливными котлами не длительного горения. В этом случае, кратковременный избыток тепла при быстром, порядка 2-6 часов, сгорании топлива, накопленный в аккумулирующей емкости можно использовать по окончанию сжигания топлива еще на протяжении 3-4 часов, в зависимости от объема бака.

С тепловым насосом

Здесь аккумулирующий бак является обязательным элементом, т.к. обеспечивает теплосъём тепла, получаемого тепловым насосом. Раздача тепла от теплового насоса в систему отопления идет через аккумулирующий бак.

С электрическим котлом

Применение накопительной емкости позволяет собирать тепловую энергию в период низких ночных тарифов на электроэнергию (с понижающим коэффициентом 0,5) и использовать ее для отопления в нужное время.

Существуют аккумулирующие баки, оборудованные ТЕН с регулятором температуры. Они выполняют функции электрокотла.

С солнечными коллекторами

Установив теплоаккумулирующий бак в системе с солнечным коллектором, вы собираете тепло в период активного солнца днем и используете тепло в темное время суток. Наибольшую эффективность такая система имеет в осенние и весенние периоды, когда еще требуется обогрев и достаточно солнечной активности для полноценного нагрева теплоносителя в накопительной емкости.

Установка аккумулирующего бака с газовым котлом

В системах с газовыми котлами тепловые аккумуляторы дают возможность быстрого использования большого количества тепла или горячей воды.

Дополнительные функции аккумулирующих баков

• Аккумулирующие емкости, также, обеспечивают горячее теплоснабжение, подобно общеизвестным бойлерам.
• Кроме основной своей функции по перераспределению тепла во времени, теплоаккумулирующий бак, отбирая временные излишки тепла, выполняет функцию защиты котла и всей системы отопления от перегрева, который может привести к аварии и разрушению системы.
• Перераспределение тепла во времени приводит к увеличению КПД всей системы отопления. В результате это дает экономию топлива и денежных средств. При этом, уменьшается объём физического труда, необходимого для обслуживания котла, экономится время человека.
• За счет малого контура с твердотопливным котлом, сокращается время разогрева котла до рабочей температуры. Таким образом, неизбежный конденсат, образующийся на внутренней поверхности котла при перепаде температуры взаимодействует с металлическими элементами системы отопления меньшее количество времени, а это значит, что процесс коррозии металла сокращается. Это приводит к тому, что ресурс котла увеличивается. По нашему опыту, срок службы котла продлевается в полтора раза.
• Установка аккумулирующего бака позволяет скомбинировать различные виды тепловых агрегатов (см. схему) и за счет попеременного их использования можно достигать экономии на энергоносителях до 50 — 60 процентов. Например, установка электрического котла (при наличии двухтарифного счетчика электроэнергии) с аккумулирующим баком позволяет нагревать теплоноситель в баке в ночное время, когда действует понижающий тарифный коэффициент 0,5. А обогрев производится в дневное время, не потребляя дорогую электроэнергию. При обогреве дома площадью 200 кв. м на протяжении одного сезона будет достигнута экономия на стоимости электричества в размере не менее 24 000 грн. (по тарифам, действующим с 01.09.2016 года).
• Двухконтурные аккумулирующие баки, также, являются важным элементом системы отопления теплыми полами, обеспечивая постоянную температуру в системе теплого пола +35-40 градусов в течение длительного времени.

Как выбирать аккумулирующий бак

Объем баков может быть от 350 до 10000 литров. При подборе необходимого размера бака, например, к твердотопливному котлу, нужно гарантировано обеспечить вмещение всего количества теплоты, которое будет произведено при сгорании разовой загрузки камеры твердотопливного котла. Такой расчет производят инженеры теплотехники нашей компании, применяя достаточно сложные формулы.

Для упрощенной ориентировочной оценки можно оттолкнуться от расчета не менее 50 л объема на каждый кВт мощности котла и прибавить 10% объема.

Упрощенный пример расчета объема, емкости

Отапливаемая площадь, кв.м	80	100	140	200	250
Мощность котла, кВт	8	10	14	20	25
Расход дров, кг/ч	4	7	11	15	22
Объем аккумулирующего бака, л	440	550	770	1100	1370

С пониманием перечисленных аргументов, вам будет проще принять решение об установке аккумулирующего бака. Чтобы получить дополнительную консультацию по вопросу установки аккумулирующего бака оставьте заявку на нашем сайте.

При выборе котла следует учитывать более 25 факторов, 10 из которых являются критически важными.

Следуя этим правилам вы купите выгодный и безопасный для вашего дома котел.

«Экосистем Инжиниринг» является официальной монтажной организацией, специалисты которой имеют необходимые допуски, соответствующее оборудование и квалификацию.

Если Вам нужен качественный монтаж с гарантией – это к нам.

У вас уже есть оборудование, которое нужно установить? Отправьте нам заявку – установим!

Бак аккумулятор в системе отопления – преимущества и недостатки

Современные котлы отопления во многом превосходят старинные кирпичные печи, но кое в чем и проигрывают им: не имея массивных элементов, они не могут накапливать тепло.

Между тем, такая способность, как мы увидим далее, может быть весьма полезной и кое-кто из пользователей, понимая это, оснащает свой котел теплоаккумулятором.

Давайте посмотрим, какую роль играет бак аккумулятор в системе отопления и как можно изготовить его самостоятельно.

Принцип работы и назначение

Чтобы снабдить отопительный прибор теплоаккумулятором, ничего особенного изобретать не нужно. С этой ролью легко может справиться неотъемлемый компонент системы отопления — теплоноситель. Только нужно значительно увеличить его объем и несколько видоизменить схему подключения котла и потребителей.

Для этого берут большую оклеенную теплоизолятором емкость (ее и будем в дальнейшем называть теплоаккумулятором — ТА) и подключают ее к котлу так, как если бы это был отопительный контур. То есть от котла к емкости протягивают подающий и обратный трубопроводы, причем первый заводится в нее сверху, а второй — снизу. На «обратке» устанавливаются циркуляционный насос и мембранный расширительный бачок.

Получаем малый контур «котел – ТА». Перед отопителем в данном случае стоит следующая задача: нагреть имеющийся в ТА запас теплоносителя до максимально возможной температуры — порядка 90 – 95 С.

Принцип работы расширительного бака

С другой стороны к ТА подключают один или несколько отопительных контуров так, как если бы вместо него стоял обычный котел. При этом подающий трубопровод подключается к ТА сверху, а обратный — подводится к нижней части. В каждом из контуров имеются свой циркуляционный насос и расширительный бачок, а кроме того смесительный узел.

Последний состоит из перемычки между «подачей» и «обраткой», установленных на ней 3-ходовых клапанов с термоголовками и выносного термодатчика. Пока теплоноситель в контуре имеет достаточно высокую температуру, насос гоняет его через перемычку по кругу. Когда среда остынет, сработает термодатчик, который заставит переключиться клапаны так, чтобы в контур поступила определенная порция горячего теплоносителя из ТА.

При этом часть холодного теплоносителя из контура будет сброшена в нижнюю часть бака. Так раз за разом автоматика будет подмешивать в отопительный контур ровно такое количество теплоносителя из аккумулятора, какое необходимо для поддержания в нем требуемой температуры.

Преимущества и недостатки аккумуляторного бака

Посмотрим теперь, что выигрывает пользователь, применяя ТА с отопителями различных типов:

С электрокотлом

Как известно, электрическое отопление по удобству эксплуатации не только превосходит любое другое, но и с полным правом может считаться идеальным. Судите сами:

• выбросы отсутствуют, значит, дымоход не нужен;
• абсолютно бесшумная работа;
• мощность тепловыделения меняется от 0% до 100% при постоянно высоком КПД;
• легко поддается автоматизации.

Но все эти достоинства перечеркиваются одним недостатком — высокой стоимостью электроэнергии. Тот же, у кого есть ТА, может существенно снизить затраты на электроотопление. Дело в том, что наряду с обычной формой оплаты электроснабжения существует так называемая многотарифная, которая предусматривает различную стоимость электричества днем и ночью.

Дневной тариф чуть выше обычного, но зато ночной — примерно в 3 раза ниже. Перейдя на такую форму оплаты, можно эксплуатировать электрокотел только ночью, отапливая дом в дневное время за счет накопленного в ТА тепла.

В отопительной системе бак расширительный для отопления – вещь неотъемлемая. Ведь без него систему бы попросту разорвало. Разберемся подробно в данном механизме.

Схема установки циркуляционного насоса в систему отопления описана тут.

Более подробную информацию о теплоаккумуляторах вы можете почитать в этой теме.

С твердотопливным котлом

Здесь смысл установки ТА очевиден: пользователю можно будет реже подкладывать топливо, что особенно ценно ночью. Но это только «первая выгода», которая лежит на поверхности. Дело в том, что твердотопливные котлы работают с максимальной эффективностью только в режиме номинальной мощности.

Схема подключения теплоаккумулятора

Если же отопитель «прикрутить» при помощи воздушной заслонки, что приходится делать большую часть отопительного сезона, сразу появляется целая серия нежелательных явлений:

• резко падает КПД (неполное сгорание топлива);
• увеличивается образование сажи и токсичного конденсата;
• выхлоп становится особенно ядовитым из-за повышенного содержания угарного газа и других неполных оксидов, а также тяжелых углеводородных радикалов.

С газовым котлом

В подавляющем большинстве газовые котлы работают в режиме «старт-стоп», то есть периодически включаются, чтобы подогреть теплоноситель, после чего снова выключаются. Без отключений работают только агрегаты с модулированными горелками (у них мощность регулируется), которые стоят сравнительно дорого.

Режим «старт-стоп» сопровождается температурными перепадами, которые сокращают срок службы элементов котла. Причем с уменьшением нагрузки на отопительную систему (оттепель или межсезонье) частота включений увеличивается. При наличии ТА газовый котел будет работать стабильно на номинальной мощности, а затем надолго отключаться.

Отопление частного дома газовым котлом

Следует, однако, признать, что и с кое-какими недостатками придется мириться:

• понадобятся как минимум два циркуляционных насоса, клапаны и автоматика для смесительного узла;
• для накопления более-менее приличного запаса тепла требуется большой объем теплоносителя,

ТА обычно занимает довольно много места и нуждается в фундаменте.

Расчет объема накопительного бака для отопления

Покажем расчет на примере со следующими исходными данными:

1. Теплопотери в доме при наименьшей наружной температуре составляют 12 кВт.
2. Время, в течение которого ТА должен обеспечивать теплом жилище в самый сильный холод — 5 часов.
3. Температура теплоносителя, на которую рассчитана система отопления — +60С.
4. Максимальная температура теплоносителя в ТА — +90С.

Порядок расчета

Определяем общее количество тепла, которое должен запасти ТА для 5-часового «дежурства»:

Q = 12 * 5 = 60 кВт*ч.

Учитывая, что 1 кВт*ч = 3,6 МДж, получаем: Q = 60 * 3,6 = 216 МДж.

Вычисляем необходимый объем теплоносителя (вода) из формулы:

Q = m*c*(Tmax – Tmin),

• M — масса воды;
• С — теплоемкость воды, при t = +60C c = 4182 Дж/кг*С, при t = +90С с = 4208 Дж/кг*С, для расчета принимаем среднее значение: с = 4195 Дж/кг*С;
• Tmax и Tmin — максимальная и минимальная температура теплоносителя в ТА, по условию Tmax = +90C, Tmin = +60C.

Из данной формулы находим требуемую массу воды:

M = T / (c*(Tmax – Tmin)) = 216 000 000 / (4195* (90 – 60)) = 1716.33 кг.

Поскольку 1 кг воды имеет объем в 1 л, нам понадобится бак емкостью 1717 л или 1,7 куб. м. Такой объем имеет куб с длиной ребра около 1,2 м.

Рекомендации по изготовлению своими руками

Как изготовить бак аккумулятор в системе отопления своими руками? Конструктивно ТА представляет собой емкость, в которой имеются:

• крышка;
• штуцеры для подключения трубопроводов;
• гильзы для установки манометра и термометра;
• предохранительный клапан.

Дополнительно бак-накопитель можно оснастить:

• змеевиком для подогрева воды на хозяйственные нужды;
• змеевиком для подключения солнечного коллектора;
• трубчатыми электронагревателями (ТЭНами).

Важное обстоятельство: чтобы теплоноситель не насыщался кислородом, ТА должен быть закрытым. В таком случае он будет испытывать нагрузку от давления, развиваемого циркуляционным насосом.

Бак прямоугольной формы в таких условиях может раздуть, поэтому следует делать его в виде цилиндра со сферическими днищем и крышкой.

• газовый баллон;
• ресивер от компрессора промышленного назначения или от железнодорожного вагона;
• старый бойлер;
• емкость для хранения жидкого азота.

Можно применить и прямоугольный резервуар, но тогда его нужно будет усилить изнутри связями из трубы диаметром 20 мм.

Знаете ли вы, что странах Западной Европы запрещено использовать твердотопливный котел без теплоаккумулятора? В нашей стране многие пользуются данным оборудованием. Теплоаккумулятор своими руками – хороший способ сэкономить деньги и сделать отопительную систему безопасной.

Инструкция по изготовлению электрокотла для отопления своими руками приведена по ссылке.

Чем утеплить теплоаккумулятор?

Самым недорогим, а потому и наиболее популярным утеплителем является пенополистирол, который в обиходе мы привыкли называть пенопластом.

Но в данном случае применять его не следует, поскольку материал этот, как и многие другие полимеры, при нагреве (начиная с температуры +80С) выделяет ощутимое количество вредных для здоровья летучих веществ (результат термического распада полимерных молекул).

Конечно, в теплоаккумуляторах заводского изготовления, как и в бойлерах, полимерная теплоизоляция используется (обычно пенополиуретан), но у этих приборов имеется герметичный кожух, сделать который в домашних условиях достаточно сложно.

Более подходящий вариант утеплителя для ТА — минеральная вата, волокна которой делаются из базальта или стекла. Причем желательно использовать такие марки, в которых роль связующего играет не фенолформальдегидная смола, а акрил. В качестве примера можно привести утеплители URSA PURE ONE и Knauf Insulation.

Видео на тему