Топлинни акумулатори за отоплителни котли
съдържание
- Принципът на смесване на потоци с различни температури
- Система с хидравлична изолация на топлоносители
Повечето съвременни отоплителни системи имат първоначален недостатък, който прави невъзможно да се организира ефективно отоплението с котел за партидно отопление. Проблемът не е в принципа на изгаряне на гориво, въпреки че там не всичко е гладко, а в организирането на пренос на топлина от източник на топлина – предната част на изгаряне на твърдо гориво във въздушното пространство на хола на къща или апартамент. Топлинните акумулатори са проектирани да компенсират загубите, причинени от периодичната работа на котела. За да бъдем точни, за всеки котел за партидно отопление е необходим топлинен акумулатор.
Устройството, гордо наричано топлинен акумулатор за отоплителни котли, представлява резервоар със значителен капацитет, достигащ в някои случаи до 10 тона вода, със система от вътрешни топлообменници. Какво трябва да даде използването на топлинен акумулатор:
- Безопасно натрупване на излишна топлина, генерирана от котела във водния поток на охлаждащата течност;
- Да се увеличи продължителността на отоплително-охлаждащия цикъл на котелното съоръжение, като по този начин се опрости поддръжката му, като се освободи от необходимостта от пускане през нощта или в неудобно време;
- За повишаване на ефективността на работа и увеличаване на ресурса на отоплителните котли.
В допълнение към котел за отопление на твърдо гориво, системите за електрически отоплителни котли се нуждаят и от акумулатор на топлина. В този случай използването на топлинен акумулатор е продиктувано от изкуствен избор в полза на периодичното отопление и то само през нощта, когато е възможно да се използва по-благоприятна преференциална ставка.
Дизайнът на модерните отоплителни котли в името на производителя е оптимизиран максимално по отношение на разходите и производствените разходи. Модерен котел за отопление е изработен от листова стомана с минимални разходи за оскъдни и скъпи мед и никел и работи в режим на печка «котлони».
В устройството му няма дори намек за акумулатор на топлина. Такъв отоплителен котел по принцип не е в състояние да акумулира топлинна енергия. Сравнете модерен пелетен или въглищен котел със старите тежки конструкции от котли за отопление от чугун и още по-добре с инсталирането на обикновена селска каменна печка. В последния случай функциите на акумулатора на топлина се изпълняват най-ефективно от зидарията, която директно абсорбира топлината от пламъка и равномерно се прехвърля в стайния въздух за 10-12 часа.
Следователно, един модерен отоплителен котел е неефективен без акумулатор на топлина. Твърдият горивен агрегат ще бъде незаменим в експлоатация и ще се справи без многотонни топлинни акумулатори, ако в устройството му се появи система за автоматично зареждане на гориво в пещта и последващо отстраняване на пепел.
Как работи акумулаторът на топлина ↑
Целта на топлинния акумулатор е да осигури допълнителна топлинна енергия в отоплителния кръг за вода, след като отоплителният котел намали или спре да генерира топлина. За да направите това, в огромен резервоар има голямо количество вряща вода при налягане около 3 атм. В тялото на резервоара се запоява топлообменник, с помощта на който «Изтегли» топлина към батерията и обратен избор към отоплителната система. Често в резервоара се вгражда допълнителен топлообменник, за да се получи топла вода за нуждите на кухнята и банята.
Принципът на смесване на потоци с различни температури ↑
За бързо затопляне на помещението, топлинният акумулатор, използващ трипътна клапа, се изключва от движението на нагрятата охлаждаща течност. Само след загряване на водния поток в тръби над 60относноВ, водата от резервоара за съхранение на топлина е свързана към веригата. И докато котелът работи, топлината отива в две посоки: към задвижването и към отоплителните радиатори.
По подобен принцип има някои положителни аспекти:
- Бързо загряване на хола и едва след това излишната топлина се изхвърля в акумулатора на топлина;
- Принципът на смесване дава ефективен топлопренос;
- Водоснабдяването в топлоакумулатора е стратегически резерв за котела, като по този начин предотвратява евентуалното му изгаряне в случай на нарушаване на циркулацията на водата в отоплителната инсталация.
В идеалния случай водата, която циркулира в горещия топлообменник на отоплителния котел, не трябва да се смесва с охлаждащата течност, протичаща в отоплителната система. Затова често в топлинните акумулатори се използва различна схема – с хидравлична изолация и разделяне на потока.
Система с хидравлична изолация на топлоносители ↑
В тази схема топлинният акумулатор играе ролята на един от елементите на веригата за подаване на топлина, той не може да бъде изключен от потока. Всъщност в акумулатора на топлина има постоянен пренос на топлина от освободената «горещ» контура на отоплителния котел и останалата маса вода или охлаждаща течност, циркулиращи в отоплителната система.
Какво дава:
- Силно натоварен топлообменник на отоплителен котел изисква използването на специална вода, пречистена от примеси и кислород. Само такава вода гарантира дълъг експлоатационен живот на уплътненията на тръбите и топлообменниците. Запасът от необходимото количество подготвена вода се съхранява в допълнителен котел.
- Чрез специална схема на загрята вода от резервоара за акумулатор на топлина температурата на избраната течност може лесно да се контролира, което опростява системата за управление на отоплението.
Недостатъците включват необходимостта от допълнителни устройства – две помпи: циркулация на охлаждащата течност и системи за захранване. Понякога за резервно използване използвайте няколко устройства – преобразувател на напрежение и електрическа батерия за отоплителен котел. В противен случай прекъсването на електрозахранването може да доведе до сериозна авария в първи контур..
По-сложна и подобрена схема включва използването на два отделни топлообменника, комбинирани в един корпус на топлоакумулатора. Това е по-рационален начин за организиране на работата на топлинен акумулатор с висока степен на излишък. Може да се препоръча на тези, които искат да направят акумулатор на топлина за отоплителен котел със собствените си ръце.
Изграждане на вътрешен акумулатор на топлина ↑
За да направите устройство за акумулиране на топлина, трябва да определите топлинната мощност на батерията. Има определена техника за изграждане на акумулираща система. Количеството вода в батерията се приема въз основа на 30-40 литра течност за всеки 1000 W топлинна мощност на котела. В случая за къща на 100м2 загрята зона ще изисква капацитет от 350-400 литра. Най-добрият вариант би бил да се използва готов бойлер с датчици за ниво на водата, налягане и температура.
Ако като работна схема е избрана система за смесване, тя работи правилно дори при липса на специални помпи, в отоплителния кръг ще трябва да се монтира допълнителен трипозиционен клапан..
По-простите вериги ще изискват един или два топлообменника да бъдат монтирани в резервоара ↑
По-добре е да използвате топлообменник, направен от същия материал като резервоара. Това гарантира нормално качество на заваряване при инсталиране на топлообменника. Освен това в кухината на акумулатора на топлина е по-добре да се приложи анодна защита с магнезиеви електроди, подобно на електрически котли за подаване на топла вода. Външните стени на резервоара – топлоакумулатор покрива изолационни постелки или минерална вата.
Обещаващи възможности за топлинни акумулатори ↑
Едно от интересните решения бяха батериите с малки размери, които използват леещи се парафини или силиконови масла вместо вода. Поради значително по-големия топлинен капацитет стана възможно използването на безопасни системи за съхранение на малки размери за електрически котли на апартаментни отоплителни системи. Вместо тежък резервоар от 300 литра се планира да се използва двусекционна батерия с общ обем 50 l охлаждаща течност с топлинен запас от 15 kWh.