Обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором

Твердотопливные котлы – отличное оборудование для отопления частного дома в сельской местности или в пригороде, вдали от газовых магистралей. Как и любое другое оборудование котлы на твердом топливе претерпевают изменения, модифицируются и усовершенствуются, поэтому современные модели представлены пиролизными аппаратами, котлами с теплоаккумуляторами, пеллетным оборудованием, оснащены автоматикой и средствами контроля параметров. Стандартная схема отопления с теплоаккумулятором заслуживает особого внимания, так как экономит топливо, которое и без того стоит недешево – ведь платить приходится не только за дрова, торф, пеллеты или уголь, но и за их доставку. Теплоаккумулятор для электрических и твердотопливных котлов отопления эффективнее себя проявит, если подсчет электроэнергии ведется по дневному и ночному тарифам. Отопительное оборудование с тепловым аккумулятором

Устройство отопления с ТА

Тепловой аккумулятор (ТА) для котлов отопления – составная часть отопительной системы, работающая на увеличение временного отрезка между циклами подачи топлива в топочную камеру. Конструктивно это герметичная утепленная емкость большого объема, наполненная теплоносителем из системы отопления, который постоянно циркулирует по контуру (контурам). В качестве теплоносителя используются традиционные жидкости – дистилированная вода, антифриз, водно-глюколевые растворы.
» alt=»»>

Единственная особенность, которую обязательно нужно учитывать при принятии решения о включении в схему ТА – объем отапливаемых помещений. Чем он меньше, тем меньше смысла в установке теплоаккумулятора – мощности котла и нагревательных приборов (радиаторов, батарей) вполне достаточно для обогрева небольших помещений. Как функционирует отопление с тепловым аккумулятором – упрощенная схема подключения:

1. Теплоаккумулятор включается в разрыв между котлом и трубной разводкой, то есть, нагретая в котле жидкость сразу направляется в емкость;
2. Из аккумулятора горячая жидкость перетекает в отопительные приборы посредством трубной разводки;
3. По обратной подаче жидкость снова направляется в аккумулятор, а из него – в котел для нового цикла нагревания.

Принципиальная схема работы отопления с тепловым аккумулятором

Потоки подачи и обратки должны постоянно смешиваться – это условие эффективной работы теплового аккумулятора. Но нагретый теплоноситель поднимается вверх, а остывший – опускается вниз, поэтому сложность обеспечения работоспособности системы заключается в том, чтобы создать такие условия, при которых некоторый объем горячей жидкости опускался на дно аккумулятора для нагрева остывшей жидкости из обратки. Заряженный аккумулятор – это резервуар, в котором весь объем теплоносителя имеет одинаковую температуру.

После сгорания очередной порции твердого топлива котел перестает нагревать воду, и начинает работать ТА. Горячий теплоноситель продолжает двигаться в системе, отдавая тепло и охлаждаясь в батареях. Циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока теплоноситель не остынет полностью, или в котел не загрузится новая порция дров или угля.

При наличии системы автоматики критическое охлаждение теплоносителя не допускается, так как подача твердого топлива в системе отопления с твердотопливным котлом контролируется датчиками температуры: при достижении определенного значения, означающего, что котел перестал поддерживать горение, датчик подает сигнал в исполнительную систему, которая открывает задвижку подачи топлива – угля, пеллет или торфа.

Автоматическая загрузка топлива в твердотопливный котел

Недостатки работы системы отопления с теплоаккумулятором для дачных и садовых домиков с сезонным проживанием:

1. Помещения прогреваются дольше;
2. Из-за маленьких размеров ТА увеличивается объем отопительного контура, поэтому самый дешевый теплоноситель для таких систем – вода. Антифриз и другие синтетические жидкости обойдутся слишком дорого.

» alt=»»>
Но каждый раз по приезде вновь наполнять систему водой – занятие хлопотное, а, если выездите на дачу два-три раза в месяц – просто бессмысленное. Поэтому в ТА встраиваются дополнительные стальные спиральные трубы, выполняющие роль отопительных контуров. Теплоноситель, протекающий по спиралям, не контактирует с теплоносителем в ТА, а является отдельным и автономным контуром отопления или ГВС. Реализацией такого несложного приема можно добиться универсальности применения любого котла, даже простейшего одноконтурного. Причем КПД такого оборудования будет использован максимально.

Теплоаккумулятор со спиралевидным контуром

Роль таких пассивных спиралей могут выполнять и активные элементы – электрические ТЭНы, которые могут подключаться к электрической сети или быть автономными – работать от энергии солнца (солнечных аккумуляторов). Такой способ нагрева теплоносителя или ГВС считается вспомогательным.

Схема обвязки с тепловым аккумулятором

Схем отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором можно разработать сколько угодно – все будет зависеть от реальных условий эксплуатации отопления, расположения помещений, их площади, применяемого оборудования, и т.д. Традиционная и стандартная обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором работает следующим образом:

На рисунке ниже стрелками указаны перемещения теплоносителя по системе, при этом обратка вверх двигаться не может. Чтобы забирать теплоноситель из обратки, в схему включается циркуляционный насос между аккумулятором и котлом, который перекачивает больше жидкости, чем насос до ТА. Таким образом, образуется перепад давлений в трубах, и жидкость забирается из трубы обратной подачи в резервуар. Небольшой недостаток этой схемы заключается в том, что контур будет нагреваться дольше. Простейшая схема обвязки с теплоаккумулятором

Для уменьшения этого временного отрезка реализуется такое устройство отопления (рисунок ниже по тексту) с замкнутым циклом прогревания котла. Работает схема так: теплоноситель не поступает из ТА в котел до тех пор, пока она не нагреется в рубашке котла до заданной температуры. После достижения заданного значения некоторый объем жидкости из трубы подачи поступает в аккумулятор, а часть смешивается в системе с жидкостью из ТА, и снова подается в котел. Обвязка теплоаккумулятора с контуром прогревания котла

В результате реализации такой схемы котел всегда принимает нагретую жидкость, что поднимет его КПД, уменьшает время прогрева отопительного контура и позволяет организовать автономный режим работы включением двух байпасов:

1. При неработающем насосе и перекрытом вентиле нижнего байпаса работает обратный клапан;
2. При неработающем насосе и обратном клапане работает нижний байпас.

» alt=»»>
Из-за высокого сопротивления обратного клапана потоку теплоносителя его можно не включать в схему:

Обвязка без обратного клапана для системы с естественной циркуляцией теплоносителя

При аварийном отключении электричества шаровый вентиль открывается вручную. При работе схемы только с принудительной циркуляцией теплоносителя обвязка с ТА делается по следующей схеме: Обвязка для системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Как рассчитать требуемый объем теплоаккумулятора

Слишком большой или слишком маленький резервуар для накопления тепла в виде нагретого теплоносителя– это неэффективное решение, поэтому требуемый объем резервуара подлежит математическому расчету, точные результаты которого получить сложно из-за приблизительных первоначальных данных – тепловых потерь в помещении, свойств утеплителя стен и фундамента дома, теплоизолирующих качеств стройматериалов стен, перекрытий и перегородок, этих же параметров оконных и дверных проемов. Но приблизительно провести расчет теплоаккумулятора все же можно, и рассчитан такой прием именно на незнание точных тепловых потерь здания, тем более, если его только предстоит построить.

Выбор размеров и объема резервуара под тепловой аккумулятор можно сделать, отталкиваясь от следующих параметров:

1. Общая площадь отапливаемых помещений;
2. Тепловая мощность нагревательного оборудования.

Эти два параметра и определяют объем ТА.

Допустим, необходимо вычислить объем теплового аккумулятора для отопительной системы, исходя из отапливаемой площади помещения. Формула для расчета простая: площадь в квадратных метрах умножается на четыре (Sx 4). Например, для дома общей отапливаемой площадью 50 м 2 потребуется резервуар на 200 литров. При таком объеме ТА, как показывает практика, загружать котле твердым топливом можно всего одни раз в сутки. Это – очень хорошая экономия и очень хороший КПД.

Расчет объема теплоаккумулятора отопления

Знающие хозяева скажут, что можно просто установить пиролизный котел, который будет работать так же. Но работа такого котла немного сложнее и менее эффективна, так как:

1. Сначала топливо возгорается и разгорается;
2. Затем ограничивается подача воздуха;
3. Последним активируется тление топлива (пиролиз).

При возгорании топлива температура теплоносителя резко возрастает, а пиролизный процесс поддерживает ее на заданном уровне, причем во время протекания пиролиза много тепловой энергии просто исчезает в трубу дымохода, не обогревая почти ничего. Еще один минус – при открытой системе отопления на пиках разогрева теплоноситель может закипать и выплескиваться из расширительного бачка, а при использовании ПВХ труб для разводки отопления они быстрее выходят из строя от высокой температуры.

Отопление твердотопливным котлом с баком — аккумулятором тепла

Другие Статьи на эту тему:

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

Система отопления с твердотопливным отопительным котлом нуждается в аккумуляторе тепла.

В предыдущей статье был рассмотрен вариант отопления дома твердотопливным котлом, где в качестве аккумулятора тепла используется теплый пол с увеличенной толщиной бетонной стяжки.

Лучшим вариантом использования твердотопливного отопительного котла является система отопления, в которой в качестве аккумулятора тепла применяется большой теплоизолированный буферный бак с водой.

Бак включают между котлом и системой отопления. Такой бак обычно называют буферным (буферной емкостью) или аккумулятором тепла, рис.1.

Рис.1. Блок-схема подключения буферной емкости аккумулятора тепла к системе отопления с твердотопливным котлом. 1 – циркуляционный насос (ЦН) контура котла; 2 – ЦН контура отопительных приборов (радиаторов); 3 – регулятор температуры.

Котёл греет воду и при помощи циркуляционного насоса поз. 1 эта вода подаётся в буферную ёмкость. Соответственно, такой же объём воды, но остывшей, возвращается в котёл. Насос поз. 2 подаёт горячую воду из верхней части буферной ёмкости к радиаторам. Такой же объём воды (остывшей) возвращается в нижнюю часть буферной ёмкости.

Насос 1 работает тогда, когда горит котёл. Насосом 2 управляет комнатный регулятор температуры, который может включать-выключать насос в зависимости от температуры в доме.

Буферный бак аккумулятора тепла выполняет несколько функций:

• • Аккумулирует тепло от отопительного твердотопливного котла и отдает его по мере необходимости в систему отопления помещений.
  • Защищает котел от перегрева (кипения) воды, т. к. поглощает весь перегретый теплоноситель, смешивая его с большим запасом теплой воды в баке.
  • Позволяет автоматизировать распределение тепла по различным отопительным контурам в зависимости от температуры воздуха снаружи или внутри помещения и сделать функционирование системы отопления по-настоящему комфортной.
  • Работает в качестве гидрораспределителя — позволяет легко увязать различные теплогенераторы с разными температурными характеристиками (твердотопливный котел, газовый котел, электрокотел и т. д.) в единую систему, согласовать их режим работы с системой отопления.
  • Выполняет роль гидроразделителя между контурами системы отопления. Улучшает температурный режим работы отопительного твердотопливного котла.
  • Обеспечивает сгорание топлива без ограничения «тяги» с максимальным КПД вплоть до догорания топлива, что уменьшает расход топлива на 20-30%.
  • Увеличивает эксплуатационный комфорт, уменьшая периодичность загрузки топлива и обеспечивая отапливаемые помещения относительно стабильной температурой теплоносителя.
  • При наличии встроенного в буферную емкость теплообменника обеспечивает потребителей горячей водой.

Буферный бак — аккумулятор тепла

Есть различные методики расчета рекомендуемого объема буферной емкости. Расчеты и практика показывают, что объем бака должен быть не менее 25 литров на 1 кВт. мощности твердотопливного котла. Оптимальный объем обычно в два раза больше – 50 литров на 1 кВт.

Буферная емкость может состоять из нескольких баков меньшего объема.

В случае невозможности использования бака необходимого объема, рекомендуется использовать ёмкость с объёмом хотя бы 500 — 1000 литров для выравнивания роста температуры котла при растопке и спаде температуры при догорании.

Повсеместное применение системы отопления с буферной емкостью сдерживают высокая цена и большие размеры бака. Рыночная цена сделанного в заводских условиях бака – аккумулятора тепла, рассчитанного на работу под давлением, с эффективной теплоизоляцией и защитой от коррозии, сопоставима со стоимостью хорошего котла.

C твердотопливным отопительным котлом даже небольшой мощности буферная емкость аккумулятора тепла должна иметь объем более 500 литров, то есть быть достаточно большой и тяжелой. Для размещения бака необходимо увеличивать площадь помещения котельной.

В качестве примера рассмотрим конструкцию и параметры буферной емкости — аккумулятора тепла, одного из российских производителей.

Буферный бак — аккумулятор тепла для твердотопливного котла. (Буквами обозначены расстояния для разных типоразмеров бака.)

Представленная на рисунке модификация теплоаккумулятора предназначена для работы сразу с несколькими источниками тепловой энергии. К накопителю можно подключить, например, отопительный котел и камин с водяной рубашкой или солнечный коллектор, которые будут передавать тепло в накопительную емкость одновременно или поочередно, Источники тепла присоединяются к штуцерам поз.1 и 2 (на рисунке слева).

Товары для строительства и ремонта

Потребители тепла — радиаторы и теплые полы, присоединяются к штуцерам поз. 3, 4 или 6 (на рисунке справа), Гильзы поз. 7 предназначены для установки термометров.

У буферной емкости имеются два фланца для установки электрических ТЭНов, поз.5. Устанавливая ТЭН в верхний или нижний фланец, можно менять объем нагреваемой с помощью электричества воды.

Емкость предназначена для работы в открытой системе отопления под атмосферным давлением.

В верхней части емкости теплоаккумулятора размещен теплообменник типа «бак в баке» для приготовления горячей воды в системе горячего водоснабжения дома.

В баке установлен магниевый анод для защиты металлических деталей от коррозии. Бак защищен слоем теплоизоляции из пенополистирола толщиной 100 мм.

Основные технические характеристики буферной емкости:

• Номинальная емкость бака 1000 литров.
• Максимальное давление в емкости 3 бар.
• Емкость бака теплообменника горячей воды 200 литров.
• Максимальное давление в баке теплообменника 10 бар.
• Максимальная температура воды в баках 95 град.
• Диаметр емкости без теплоизоляции 850 мм.
• Диаметр емкости с теплоизоляцией 1065 мм.
• Высота емкости с теплоизоляцией 2055 мм.
• Вес 280 кг.
• Съемная теплоизоляция позволяет уменьшить габариты для прохождения в стандартные дверные проемы 90 см.

Буферная емкость — гидравлический распределитель тепла

Вертикальная буферная емкость, кроме аккумулятора тепла, выполняет еще одну роль в системе отопления. Она служит гидравлическим распределителем тепла между разными системами обогрева помещений.

Температура воды в баке по высоте распределяется неравномерно. В верхней части бака всегда собирается более горячая вода, чем в нижней. Поэтому, приборы отопления, работающие при более высокой температуре теплоносителя — радиаторы, присоединяют к штуцерам в верхней части бака, поз.3 на рисунке. Для теплых полов необходима меньшая температура теплоносителя. Поэтому, теплые полы присоединяют к штуцерам, расположенным ниже, поз.6.

Если буферная емкость получает тепло от нескольких источников, то каждый источник присоединяется к разным штуцерам (поз.1), на высоте, зависящей от температуры теплоносителя котла.

Буферный бак — гидравлический разделитель в системе отопления

Буферная емкость выполняет также функции гидравлического разделителя. устраняя взаимное влияние на режим циркуляции в разных контурах системы. Теплоноситель свободно циркулирует из котла в систему отопления.

Например, циркуляция теплоносителя в котловом контуре не зависит от режима работы отопительных приборов. А прекращение движения воды в отопительном контуре с радиаторами, никак не отразится на циркуляции в теплых полах.

Буферная емкость — защита от перегрева теплоносителя

Буферная емкость защищает систему отопления от перегрева (кипения) воды, т. к. поглощает весь перегретый теплоноситель, смешивая его с большим запасом теплой воды в баке.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя.

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура. Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Лучшим решением для защиты системы отопления от перегрева является установка буферного бака.

Если в системе отопления с твердотопливным котлом не стоит задача аккумуляции тепла, то для защиты от перегрева и работы в качестве гидравлического разделителя и распределителя тепла требуется бак из расчета

10 литров на 1 кВт. мощности котла. Высота бака для работы в качестве гидрораспределителя должна быть около 2 м.

Бак теплоаккумулятор для систем отопления купить

Схему отопления дома твердотопливным отопительным котлом с аккумулятором тепла на конкретном примере рассмотрим в следующей статье.

В видеоклипе доходчиво рассказывается о том, как правильно настроить гидравлический режим циркуляции теплоносителя в системе отопления с буферным баком:

Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?

Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.