Владельцы загородных домов часто сталкиваются с трудностью, рационального отопления своего жилища. Хорошим вариантом, в решении этой проблемы, является использование буферной емкости. Такое устройство эффективно распределяет тепло по всему дому, а затраты на обслуживание сводит к минимуму.
Что такое буферная емкость?
Буферная емкость (теплоаккумулятор, аккумулирующая емкость) – это устройство, с помощью которого накапливается и сохраняется тепло. Он внешне похож на огромный термос, в виде цилиндрического бака с утепленными стенками. Его высота, в несколько раз превышает его объем. Изолирован бак термостойким поролоном, который помогает сохранять и удерживать тепло внутри емкости. Тепловой аккумулятор, является главным элементом в обогреве и распределении тепла во всем помещении. Его основной задачей, является получение и накопление тепловой энергии, от разных источников тепла (твердотопливный или электрический котел), а затем рациональное распределение по отопительной системе и водоснабжение.
Главным элементом буферной емкости, является термоаккумулирующий материал, который сохраняет и распределяет подачу тепла. В зависимости от материала, который используется, тепловой аккумулятор может делиться на несколько видов:
- жидкостные;
- твердотельные;
- термохимические;
- паровые;
- с дополнительными элементами нагревания.
Для системы отопления используют антифриз, а для нагрева воды применяют воду. Каждый бак, в верхней и нижней части, укомплектован патрубками, один для подключения к котлу, а другой для соединения с самой отопительной системой.
Верхняя часть емкости оснащена предохранительным клапаном, для автоматического стравливания ненужного воздуха, в случае повышения давления внутри емкости. В нижней части находится дренажный кран, с помощью которого спускается жидкость. Теплоаккумуляторы, могут быть дополнительно оборудованы фланцами, к которым можно подключить датчик температуры и давления.
Принцип работы буферного бака основывается на повышенной удельной вместимости рабочей жидкости (антифриз или вода) в системе отопления. Во время подсоединения бака, количество жидкости стает больше в несколько раз и повышается инерционность всей системы. При этом тепловой аккумулятор, максимально нагретый котлом, сберегает личную температуру на долгое время и распределяет тепло по мере необходимости. За счет, такой слаженной работы обеспечивается непрерывная подача тепла, даже в то время когда котел отключен.
Обратим внимание на работу теплоаккумулятора с использованием твердотопливного котла. В трубопроводе между котлом и аккумулятором тепла, находится циркуляционный насос, который запускается, так начинает работать система. С нижней половины бака, охлажденная вода перемещается в котел, где она и подогревается. Разогреваясь до нужной температуры, жидкость перемещается в верхнюю часть емкости. Горячая вода находится в верхней части бака, а с помощью насоса жидкость, которая находится внизу, перекачивается в котел. Во время включения циркуляционного насоса, который установлен в обратной магистрали системы, холодная вода потихоньку поступает в нижнюю половину буферной емкости. Впоследствии, вытесняется горячая вода из бака и направляется в отопительную систему. После остановки работы топливного котла, тепло из буферной емкости продолжает подаваться в систему, до тех пор, пока холодная жидкость из магистрали не заполнит внутренний объем бака. Время работы теплоаккумулятора, после остановки котла, зависит от температуры воздуха на улице, объема бака и количества приборов обогревания.
Буферная емкость, является уникальным изобретение, которое обеспечивает теплом дом и помогает экономить.
Существует достаточно много причин, по которым стоит использовать эту конструкцию:
Если применяется электрический котел, то экономия происходит ночью. Так как стоимость на электричество днем и ночью отличается в несколько раз. Монтаж буферного бака позволит запрограммировать работу котла только в ночной период работы.
Буферная емкость для котлов отопления
Принцип работы всех котлов имеет одно важное сходство: вода в них греется за счет сжигания топлива. Есть отопительные системы, где подача топлива и сжигания равномерно распределена (газовый котел). А есть котлы, в которых такая система невозможна (твердотопливный котел). Также существуют котельные установки, в которых постоянное горение приводит к снижению подачи тепла (газогенераторный котел). Есть котлы, постоянный нагрев которых стоит очень дорого (электрический котел).
Все недостатки в котельных установках может решить буферная емкость. Чаще ее устанавливают вместе с твердотопливным котлом. Он дешевый в обслуживании и в установке. Такие котлы нуждаются в регулярной подаче топлива, так как вода в системе, при низкой температуре воздуха, может быстро остыть. Устанавливая тепловой аккумулятор, нагретая вода своевременно расходится по всей системе, своевременно обеспечивая дом теплом. Благодаря этому, увеличивается интервал между топками и значительно экономится расход топлива.
Буферную емкость целесообразно устанавливать и вместе с электрическим котлом, так как такая комбинация экономически выгодна. Ни для кого не секрет, что электрический котел расходует много электроэнергии. На потребление электроэнергии есть дневной и ночной тариф, стоимость которого отличается в несколько раз. Устанавливая теплоаккумулятор можно рассчитать время работы котельной установки так, чтобы он грел исключительно в ночное время (когда тариф ниже).
Как видно, использование буферного бака решает много проблем связанных с топливными котлами.
Поэтому использование теплового аккумулятора имеет много достоинств:
- значительно повышает срок службы котла;
- максимально увеличивает теплоотдачу котла;
- защищает отопительное оборудование от перегрева;
- выравнивает перепады температур в помещении, создавая комфортные условия;
- регулярно обеспечивает наличие горячей воды;
- возможность подключения буферной емкости к нескольким источникам тепла;
- экономия топлива и средств.
Тепловой аккумулятор имеет также и некоторые недостатки, к ним можно отнести:
- необходимость установки буферной емкости возле отопительного котла, а для этого нужно отдельное помещение необходимой площадью;
- бак имеет большие размеры и вес, что усложняет его транспортировку и установку;
- имеет достаточно высокую стоимость (полностью окупается через 2–5 лет).
Подключение буферной емкости
Существует одно важное правило в установке теплового аккумулятора: бак подключается параллельно к котлу отопления, такой способ самый простой и, пожалуй, самый правильный. Ниже будет описано подключение буферной емкости к твердотопливному котлу.
Важные составляющие в подключении теплоаккумулятора:
- котел обогревания;
- буферный бак;
- механизм отопления (радиатор);
- циркуляционный насос в обратной магистрали, который расположен между котлом и тепловым аккумулятором;
- насос циркуляционный в обратной магистрали, который расположен между отопительными приборами и теплоаккумулятором;
- теплообменник для подачи горячей воды;
- теплообменник, подключенный к дополнительным источникам тепла.
Для подключения, необходимо верхний патрубок присоединить к выходу котла, а второй подсоединить к основной магистрали.
Затем необходимо один патрубков, который находится внизу, присоединить к входу в котел. В это время, нужно не забыть установить насос, между трубопроводом и котлом. Он будет обеспечивать циркуляцию жидкости от котла в теплоаккумулятор. Второй патрубок необходимо присоединить к обратной магистрали отопительной системы, в которой также установлен циркуляционный насос. Основной задачей насоса, является обеспечить подачу нагретого теплоносителя к приборам отопления.
Теплообменник для подачи горячей воды находится в верхней части бака. Теплообменник для подключения к дополнительным источникам тепла, может располагаться как сверху, так и снизу, все зависит от источника поступающего тепла. Однако, наличие таких теплообменников необязательно.
Расчет буферной емкости
Расчет буферной емкости необходим для более рационального использования тепла и экономии.
С чего начать:
- необходимо определить площадь дома (например, 200м2);
- примерно рассчитать потерю тепла при разных температурах воздуха (кВт в час);
- рассчитывается количество воды, которая должна пройти по отопительной системе за один час, при самой низкой температуре воздуха;
- полученную цифру необходимо умножить на часы между топками котла, так получается необходимая буферная емкость.
В том случае если отопительная система уже установлена, то выполнять расчет необходимой буферной емкости намного проще. Так хозяин дома, знает запас воды в системе и часы между основными топками котла. Для определения размера бака, необходимо объем теплоносителя умножить на время между главными топками котла.
Как показывает практика, что на дом в 200 м2 используется котел мощностью 25–32 кВт. В таком случае объем буферной емкости должен составлять 1000 л. Такого размера многовато для температуры в 0 °C, но в самый раз для мороза в 25 °C.
Буферная емкость своими руками
Можно ли сделать буферную емкость своими руками, вопрос спорный. Одни говорят, что реально соорудить теплоаккумулятор собственноручно. Однако, как рекомендуют специалисты, лучше не рисковать и все-таки приобрести тепловой аккумулятор в специализированных магазинах.
Есть несколько причин, по которым лучше отказаться от такой затеи:
- форма бака будет выглядеть не эстетично;
- необходимо использовать 5 мм металл, что усложняет сварочные работы;
- верхние крышки емкости необходимо изготавливать сферическими, так как при нагревании увеличивается давление внутри бака;
- нужны большие затраты на необходимый материал;
- фирменные теплосберегающие емкости дополнительно оснащены змеевиками для подключения к водоснабжению и подачи горячей воды, собственными руками это не получится сделать.
Очевидно, что изготавливая буферный бак своими руками, не получится сэкономить, лучше приобрести новый. Покупая емкость можно не тратить время на покупку необходимых материалов, а также на проведение сварочных работ. Новый теплоаккумулятор будет более надежный и функциональный.
Приобретать буферную емкость необходимо только в специализированных магазинах и обязательно проверять наличие сертификатов.
При покупке теплового аккумулятора необходимо обращать внимание на следующие важные моменты, от которых будет зависеть функциональность бака:
- на размер и вес, может так случиться, что для такой объемной конструкции не найдется места в доме, тогда эту проблему нужно будет решать;
- разные по объему, производители выпускают емкости разного литража, чтобы удовлетворить потребности всех покупателей. Самые востребованные емкости от 300 до 5000 литров;
- максимальное давление воды в отопительной системе. От этого зависит толщина стенок бака и его форма;
- максимальная допустимая температура воды, на которую рассчитана буферная емкость;
- материал, из которого изготовлен бак. Как правило, для его изготовления необходима, мягкая углеродистая сталь с непромокаемым покрытием или нержавеющая сталь (имеет более высокую цену, но показатели долговечности выше);
- емкости бывают с использование изоляции и без нее;
- конструкция может быть оснащена дополнительными перегородками, которые разделяют ее на отдельные секции с разной температурой, что позволяет увеличить эффективность подачи тепла;
- наличие дополнительных функций (электронагреватель, встроенный теплообменник для подачи горячей воды и подключения к разным тепловым источникам). Если теплоакумулятор с нижним теплообменником, то его назначение нагревать горячую воду солнечным коллектором. В том случае если в емкости используется верхний теплообменник, то он способен подогревать горячую воду для питья. Если в баке теплообменник находится посредине, то его главная задача, нагревать аккумулирующую емкость с помощью твердотопливного, газового или электрического котла;
- резиновые фланцы могут входить в комплектацию тепловой установки. Такое оборудование позволяет теплой воде собираться в верхнем отделе бака и использоваться для потребностей отопления. Вода с более низкой температурой остается в средней части бака и за счет патрубка направляется на отопление полов в помещении.
Используя тепловой аккумулятор в отопительной системе и в водоснабжении горячей водой, обеспечивается регулярная подача тепла к отопительным приборам, независимо от того работает котел в это время или он выключен. Тепловой аккумулятор урегулирует комфортную температуру в доме и позволит экономить затраты на топливный материал.
