Katilo šilumos akumuliatoriaus prijungimas ir veikimo principas

Namuose, kur nėra dujų ar centralizuoto šildymo, naudojamos individualios šildymo sistemos, įskaitant kietojo kuro ir elektrinius katilus arba saulės energiją naudojančias saulės sistemas. Šios sistemos turi svarbų trūkumą - netolygus aušinimo skysčio kaitinimas dėl pagrindinių veikimo ypatybių ar išorinių veiksnių įtakos. Jas galima optimizuoti naudojant šildymui skirtą šilumos akumuliatorių, kuris veiks kaip buferis tarp šilumos šaltinio ir vartotojų.

Šilumos akumuliatoriaus paskirtis

Įvairių tipų šildymo katilų šilumos akumuliatorius yra įspūdingo dydžio vandens pripildytas rezervuaras, leidžiantis išspręsti problemas, kylančias eksploatuojant šildymo katilą:

• per didelis energijos suvartojimas;
• perteklinė šildymo galia;
• vandens perkaitimas katile;
• periodiški šildymo temperatūros svyravimai dėl paties degimo proceso netolygumo ir ne laiku malkų, akmens anglių klojimo;
• šilumos energijos gamybos ir vartojimo smailių neatitikimas.

Kai kurias problemas galima išspręsti sumontavus ilgai degantį pirolizės katilą, tačiau pastaruoju atveju tai nepadės. Katilo veikimo ypatumas yra tas, kad po to, kai kuras yra pakrautas, šilumos energijos išeiga palaipsniui didėja, pasiekiant didžiausias vertes, o po to taip pat palaipsniui mažėja. Jei laiku nepilate kuro į katilą, jis sustoja, aušinimo skystis pradeda atvėsti, tuo pačiu temperatūra namuose krinta. Didžiausios šilumos gamybos metu sistema negali efektyviai paskirstyti visos energijos, nes joje yra termostatai, todėl dalis šilumos yra eikvojama. Jei katilas yra elektrinis, daug naudingiau kaupti šilumą naktį, kai elektros energija apskaičiuojama pagal lengvatinį nakties tarifą, kad dieną būtų galima sunaudoti kuo mažiau elektros energijos.

Šildymo sistemos šilumos kaupimo bakas pagamintas iš nerūdijančio arba įprasto plieno, jo vidus gali būti padengtas apsauginiu laku. Sienos iš viršaus dažomos karščiui atspariais dažais, tada padengiamos šilumą izoliuojančia medžiaga ir dirbtine oda. Tiesą sakant, prijungus šilumos akumuliatorių, šilumos nešiklio tūris šildymo sistemoje padidėja, o tai leidžia kompensuoti maksimalią katilo galią ir tuo pačiu kaupti šilumą, kad ją būtų galima perduoti šilumos nešikliui. kai katilo šilumos generavimo galia sumažėja. Aukštos kokybės izoliacijos dėka šilumos akumuliatoriuje esantis vanduo ilgą laiką atvėsta. Jis išlieka kaitinamas kelias valandas ir net dienas ir siurbliu pumpuojamas į sistemą. Šilumos akumuliatoriaus veikimo principas pagrįstas skirtingu įvairių terpių, ypač vandens ir oro, šiluminiu pajėgumu. Vienu laipsniu sumažėjus 1 litro vandens temperatūrai, 1 m3 oro tūrio temperatūra pakyla 4 laipsniais.

Jei naudojant kietojo kuro ir elektrinius katilus pageidautina, tačiau nebūtina, sumontuoti šilumos akumuliatorių, tada šilumos akumuliatoriaus buvimas Saulės sistemoje yra būtina eksploatavimo sąlyga, nes saulės energijos gauti neįmanoma. vakare ir naktį, o rudenį ir žiemą debesuotomis dienomis sistemos naudojimas yra labai ribotas.

Už ir prieš

Privalumai naudoti šilumos akumuliatorių:

• Šilumos energiją kaupia valandomis ir dienomis.
• Negalima perkaisti katilo.
• Šiluminė energija nėra švaistoma, bet kaupiasi tam, kad būtų panaudota ateityje, todėl padidėja katilo ir visos šildymo sistemos efektyvumas.
• Leidžia sutaupyti pinigų.
• Patalpų oro temperatūra lengvai palaikoma optimaliu lygiu, neįtraukiami staigūs temperatūros svyravimai.
• Nereikia dažnai pildyti degalų.
• Be kietojo kuro katilo, galite įdiegti saulės sistemą, kuri yra nemokamas šilumos energijos šaltinis.
• Kai kurie šiluminių akumuliatorių modeliai šildymui gali sujungti katilo funkcijas.

Sistemos trūkumai:

• Ilgas šildymas - optimalus įrengimas namuose, skirtuose nuolat gyventi. Kaimo nameliuose, kuriuose žiemą lankoma savaitgaliais, toks prietaisas nebus naudingas.
• Didelė kaina - jie kainuoja maždaug tiek pat, kiek katilas, o kartais ir daugiau.
• Svarbūs matmenys ir svoris - dėl to gabenant ir montuojant kyla tam tikrų sunkumų. Be to, visai šalia katilo yra sumontuotas šildymui skirtas šilumos akumuliatorius, ten turi būti įrengta papildoma įranga, todėl dažnai reikia skirti specialią patalpą įrenginiams įrengti ir specialiai paruošti: įrengti atramos platformą, kuri atlaikytų pavaros svorį. Užpildytas bakas gali sverti 3–4.
• Reikalingas didelės galios katilas - saugojimo įrenginio pirkimas yra pateisinamas, jei katilo galia nėra visiškai išnaudojama, yra bent dvigubas galios rezervas, kitaip prietaisas neveiks.

Savo rankomis gamindami šilumos akumuliatorių, galėsite sutaupyti nemažą sumą. Paprasčiausias dizainas yra pagamintas iš nerūdijančio plieno statinės arba net iš nerūdijančio plieno lakšto, kurio storis ne mažesnis kaip 3 mm. Jums taip pat reikės vario vamzdžio, kurio skersmuo yra 3 cm, o ilgis - 14 m. Jis sulenktas į spiralę ir dedamas į bako vidų. Iš apačios jie tiekia šaltą vandenį, iš viršaus - čiaupą karštam vandeniui - ant čiaupų uždeda čiaupus. Kietojo kuro katilui būtina izoliuoti pačių pagamintą šilumos akumuliatorių, kitaip jis bus neveiksmingas. Taip pat būtina sumontuoti slėgio ir temperatūros jutiklius.

Jei negalite suvirinti cilindrinio indo, galite pagaminti šilumos akumuliatorių, skirtą šildyti gretasienio formos - lengviau pasidaryti tokios formos rezervuarą savo rankomis. Kampai yra papildomai sutvirtinti, iš išorės jie papildo konstrukciją standikliais - jie yra suvirinti 30-35 cm atstumu vienas nuo kito. Prietaiso skersmens ir aukščio santykis yra 1: 3 (4).

Atrankos kriterijai

Būtina pasirinkti šilumos akumuliatorių pagal tikslius skaičiavimus, atsižvelgiant į namų šildymo sistemos parametrus. Tačiau, be apskaičiuotų verčių, atsižvelgiama į bendrąsias šilumos kaupimo įtaisų charakteristikas.

• Šildymo sistemos slėgis. Pagal šį parametrą šilumos akumuliatorius turi atitikti šildymo sistemą. Bet kokiu atveju vertė gali būti didesnė, bet ne mažesnė. Kokį slėgį laikymo įtaisas gali atlaikyti, priklauso nuo sienos storio, rezervuaro formos ir pagamintos medžiagos. Daugiau nei 4 barų talpos katilų šilumos kaupimo sistemos turi išgaubtą viršutinį ir apatinį dangčius.
• Buferinio bako tūris. Šis parametras laikomas svarbiausiu ir jie bando pasirinkti tokio tūrio talpą, kad pavara galėtų sukaupti visą šilumos perteklių. Bet tuo pačiu nereikalingas be galo didelis prietaisas.
• Išoriniai matmenys ir svoris.Reikės išspręsti įrangos gabenimo ir išdėstymo klausimus, todėl reikia viską kruopščiai apskaičiuoti: ar bakas praeis pro durų angą, ar persidengimai atlaikys, kai bakas bus visiškai užpildytas vandeniu.
• Įrengimas papildomais šilumokaičiais. Jie leidžia dar labiau optimizuoti sistemos veikimą. Modeliai parenkami atsižvelgiant į visos sistemos sudėtingumą.
• Galimybė įdiegti papildomus įrenginius. Kartu su akumuliatoriaus mainų plokšte sumontuojami papildomi kaitinimo elementai, jutikliai ir temperatūros reguliatoriai. Teisingai parinkus visus sistemos elementus, degalų sąnaudas galima sumažinti perpus.

Cisternos pagamintos iš anglinio plieno arba nerūdijančio plieno. Pastarieji yra brangesni ir tarnauja ilgiau, o pirmieji turi būti su antikorozine danga. Jūs turite įsitikinti jo kokybe.

Katilo buferinio rezervuaro tūrio apskaičiavimas

Buferinio bako tūris paprastai apskaičiuojamas taip, kad degant vienai kuro apkrovai šilumos akumuliatorius sulaikytų visą katilo sukurtą šilumą. Galite savarankiškai atlikti tik apytikslius skaičiavimus, neatsižvelgdami į šilumos nuostolius iš šildymo radiatorių ir oro temperatūros poveikį kambaryje. Pagrindinė šilumos akumuliatoriaus tūrio apskaičiavimo formulė:

W = k × m × s × Δtkur

• W - per didelis šilumos kiekis;
• m - skysčio masė;
• nuo - aušinimo skysčio šiluminė talpa;
• Δt - laipsnių, kuriais reikia pašildyti aušinimo skystį, skaičius;
• k - katilo efektyvumas.

Iš čia turite apskaičiuoti aušinimo skysčio masę:m = W / (k × s × Δt).

Kaip W apibrėžiamas kaip katilo sukurtos ir namo šildymui išleistos energijos verčių skirtumas, taip pat būtina jas išaiškinti ir kuro užpildymo laiką. Jei katilo galia nurodyta prietaiso pase, reikia apskaičiuoti šilumos energijos sąnaudas šildymui. Kuro išdegimo laikas nustatomas empiriškai. Tarkime, tai 3 valandos, tačiau namui šildyti reikia 10 kW / h. Tai reiškia, kad per 3 valandas jis bus išleistas:10 × 3 = 30 kW.

22 kW / h katilo šilumos gamyba yra:22 × 3 = 66 kW.

Remiantis skaičiavimo rezultatais, šilumos perteklius bus:W = 66 - 30 = 36 kW. Mes išverčiame į vatus, gauname 36 000 vatų.

Naudojant formulę m = W / (k × s × Δt), nustatome norimą vandens masės vertę. Efektyvumas pase nurodomas procentais. Ši vertė turi būti konvertuota į dešimtainį skaičių, padalijant iš 100. Pavyzdžiui, 80/100 = 0,8... Vandens šiluminė talpa yra 4,19 kJ / kg × ° С. arba 1,164 W × val. / Kg × ° С. arba 1,16 kW / m³ × ° С..

Δt nustatomas matuojant tiekimo ir grįžtamojo vamzdžio temperatūrą, atėmus apatinę iš didesnės vertės. Pavyzdžiui:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.Šiuo būdu,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1288,7 kg.

Norint sukaupti visą katilo generuojamą energijos perteklių, reikės ne mažiau kaip 1 288,7 m3 talpos konteinerio. Tinka Jaspi GTV Teknik 1500 AG šilumos akumuliatorius. Turėdami kuklesnes skaičiavimo vertes, galite apsiriboti cisternomis, pavyzdžiui, 750 litrų.

Pasidaryk pats prisijungimo būdai ir diagramos

Ryšio sudėtingumas ir ypatybės priklauso nuo šilumos kaupimo įrenginio tipo. Todėl turėtumėte išsiaiškinti, kokie jie yra.

• Paprasčiausias dizainas yra tuščias bakas viduje. Katilas ir vartotojai yra tiesiogiai prijungti. Naudojimas yra optimalus, jei visose grandinėse naudojamas tas pats aušinimo skystis, slėgis sistemoje neviršija leistinų rezervuaro verčių ir iš katilo tiekiamo aušinimo skysčio temperatūra neviršija leistinų šildymo kontūras. Jei nesilaikoma pirmųjų dviejų reikalavimų, jungdamiesi prie sistemos turite naudoti papildomus išorinius šilumokaičius. Pastaruoju atveju turėtų būti sumontuoti maišymo mazgai su trijų krypčių vožtuvais.
• Buferinis bakas su vidiniu šilumokaičiu - vienas ar daugiau.Šilumokaitis yra spiralinis vamzdis, pagamintas iš vario arba nerūdijančio plieno. Tokioje laikymo terpėje aušinimo skystis sumaišomas. Apatinėje dalyje esanti ritė šildo aušinimo skystį, karštas vanduo veržiasi į viršų kaip mažiau tankus. Viršuje yra dar viena ritė, kuri ima energiją ir nukreipia ją į šildymo kontūrus. Šio tipo įtaisas yra optimalus, kai naudojami įvairių tipų šilumnešiai, esant aukštam šilumos nešiklio slėgiui ir temperatūrai, jungiant kelis šilumos generatorius.
• Cisterna su tekančia grandine karšto vandens tiekimui. Šilumokaitis dažniausiai yra rezervuaro viršuje. Jis turi būti pagamintas iš metalo, atitinkančio maistinio vandens reikalavimus. Grandinės yra sujungtos tiesiogiai. Tokia sistema yra pageidautina su vienodu karšto vandens srautu.
• Šilumos akumuliatorius su vidiniu katilu. Akumuliacinėje talpykloje laikomas šildomas vanduo, skirtas buitiniam vartojimui. Tokio tipo šilumos akumuliatorius galima lengvai integruoti į atviras ir uždaras šildymo sistemas, kuriose įrengtas kietasis kuras, elektriniai katilai ir saulės kolektoriai. Šio tipo buferinės talpyklos yra ypač aktualios naudojant elektrinius katilus, kai aušinimo skystis yra šildomas naktį, o dieną - vanduo. 150 litrų katilo užtenka vidutinės šeimos kasdieniam vandens suvartojimui.

Yra keli šildymo sistemai skirtų šilumos akumuliatorių išleidimo vamzdžiai, kurie yra vertikaliai išilgai rezervuaro, nes išilgai yra temperatūros gradientas. Tai daroma tam, kad būtų galima sujungti grandines su skirtingais aušinimo skysčio temperatūros reikalavimais, kad būtų sumažinta temperatūros reguliatorių apkrova. Todėl šiluminė energija naudojama kuo efektyviau.

Kiti sistemų tipai:

1. Paprasčiausia surišimo schema, ribojanti prisitaikymo galimybes. Karštas vanduo pakyla ir paimamas iš viršutinio taško, atvėsęs, jis nusileidžia ir vėl patenka į katilą. Jis naudojamas, kai šilumos generatoriaus ir šildymo kontūrų slėgis ir temperatūra yra vienodi. Temperatūra kontroliuojama tik didinant / mažinant šilumnešio srautą.
2. Sistemoje yra maišymo elementų, apeiti, todėl galima tiksliau reguliuoti aušinimo skysčio temperatūrą. Įrangos efektyvumas pasiekiamas montuojant, pavyzdžiui, trijų krypčių vožtuvus.
3. Į sistemą įtrauktas papildomas bakas, kad iškart po katilo paleidimo būtų galima gauti nedidelį kiekį karšto vandens. Vartotojui nereikia laukti, kol sistema visiškai sušils, tačiau vandens tiekimas nėra didelis, o sistema kaista lėčiau nei klasikinė.
4. Buferinio rezervuaro viduje yra viena ritė, per kurią šilumos energija praeina iš šaltinio, o jau iš ritės - kaitinamas šilumos aušinimo skystis. Šio tipo sistemose naudojami skirtingi šilumos perdavimo skysčiai. Galite pasirinkti tuos, kurių negalima maišyti dėl cheminių savybių nesuderinamumo. Per ritę galite tiekti šildymą ar karštą vandenį, arba aušinimo skystis iš šaltinio cirkuliuos per šį ratą.
5. Sistemoje sumontuotas papildomas išorinis šilumokaitis. Tai leidžia palaikyti norimą akumuliatoriaus temperatūrą.
6. Sistema su tekančia karšto vandens grandine. Optimaliausia, jei karštas vanduo naudojamas tolygiai. Priešingu atveju rekomenduojama įsigyti energijos kaupimo įrenginį su įmontuotu katilu.
7. Vienos ritės sistema su prijungimu prie alternatyvaus energijos šaltinio, pavyzdžiui, saulės kolektoriaus. Jis vadinamas dvivalenčiu. Jungimas atliekamas taip, kad kolektorius atlieka pagrindinį vaidmenį šildant sistemą, o katilas prijungiamas, kai nepakanka šilumos energijos.
8. Daugiavalentė sistema, kur pagrindinis šildymas atliekamas naudojant žemos temperatūros šaltinius, tokius kaip saulės kolektorius ir žemės šilumos siurblys. Jie yra prijungti šilumos akumuliatoriaus apačioje. Aukštos temperatūros katilas naudojamas kaip pagalbinis šilumos energijos šaltinis.

Esant įvairiems šildymo kontūrams ir šiluminės energijos šaltiniams, susidaro sudėtinga išsišakojusi sistema su daugybe papildomų reguliavimo įrenginių, jutiklių, saugos grupių. Jo dizainą rekomenduojama patikėti profesionalams, nes reikės atlikti labai tikslius skaičiavimus.

Akumuliatoriaus dirželiai šilumai

Tara turi būti gerai izoliuota. Jei tai yra prekyboje esantis šilumos kaupimo įtaisas, reikia įvertinti išorinės izoliacijos storį ir kokybę. Kuo geresnis ir storesnis šilumos izoliatorius, tuo ilgiau šiluma išliks. Dėl ypatingos šilumos izoliatoriaus struktūros šilumos akumuliatorius veikia kaip termosas. Aukštos kokybės modelių šilumos izoliacijos storis yra apie 10 cm, jis uždengia kūną, nudažytą karščiui atspariais dažais. Šilumos izoliacijos viršuje yra dirbtinės odos sluoksnis. Izoliacija atliekama savaime tokiu pačiu būdu. Pirma, bakas dažomas dažais, atspariais aukštai temperatūrai, tada jis izoliuotas bent 150 mm storio bazalto vata, o viršus padengtas folija.