Anslutning och funktionsprincip för värmeackumulatorn för pannan

I hem där det inte finns någon gas eller centralvärme används enskilda värmesystem, inklusive fasta bränslen och elektriska pannor eller solsystem som drivs av solenergi. Dessa system har en viktig nackdel - ojämn uppvärmning av kylvätskan på grund av de grundläggande funktionerna i funktionen eller påverkan av externa faktorer. De kan optimeras med en värmeackumulator för uppvärmning, som fungerar som en buffert mellan värmekällan och konsumenterna.

Värmeackumulatorns syfte

Värmeakkumulatorn för olika typer av värmepannor är en imponerande behållare fylld med vatten, vilket gör att du kan lösa de problem som uppstår under drift av en värmepanna:

• överförbrukning av energi;
• överflödig värmekraft;
• överhettning av vatten i pannan;
• periodiska fluktuationer i uppvärmningstemperaturen på grund av ojämnheten i själva förbränningsprocessen och för tidig läggning av ved, kol;
• oöverensstämmelse mellan topparna för produktion och förbrukning av värmeenergi.

Vissa problem kan lösas genom att installera en långvarig pyrolyspanna, men i det senare fallet hjälper det inte. Det speciella med pannfunktionen är att efter att bränslet har laddats ökar värmeenergin gradvis och når toppvärden och minskar sedan också gradvis. Om du inte fyller på bränsle i pannan i tid stannar den, kylvätskan börjar svalna och med detta sjunker temperaturen i huset. Under toppvärmeproduktion kan systemet inte fördela all energi effektivt eftersom det är utrustat med termostater så att en del av värmen går till spillo. Om pannan är elektrisk är det mycket mer lönsamt att ackumulera värme på natten, när el beräknas till en förmånlig nattaxa för att förbruka så lite el som möjligt under dagen.

Värmeförvaringstanken för värmesystemet är gjord av rostfritt eller vanligt stål, insidan kan täckas med en skyddande lack. Väggarna är målade ovanpå med värmebeständig färg och täcks sedan av värmeisolerande material och konstläder. När en värmeackumulator är ansluten ökar faktiskt värmebärarens volym i värmesystemet, vilket gör det möjligt att kompensera för pannans toppeffekt och samtidigt ackumulera värme för att överföra den till värmebäraren. i händelse av en minskning av värmeproduktionen från pannan. Tack vare högkvalitativ isolering svalnar vattnet i värmeackumulatorn länge. Den förblir uppvärmd i flera timmar och till och med dagar och pumpas in i systemet med hjälp av en pump. Principen för värmeackumulatorns drift baseras på olika värmekapacitet hos olika medier, särskilt vatten och luft. En minskning av temperaturen på 1 liter vatten med en grad leder till en temperaturökning på en luftvolym på 1 m3 med 4 grader.

Om installation av en värmeackumulator är önskvärd vid användning av fast bränsle och elpannor, men inte nödvändig, är närvaron av en värmeackumulator i solsystemet ett nödvändigt villkor för att fungera, eftersom det är omöjligt att erhålla solenergi i på kvällen och natten, och på hösten och vintern på molniga dagar är användningen av systemet mycket begränsad.

Fördelar och nackdelar

Fördelar med att använda en värmeackumulator:

• Lagrar värmeenergi i timmar och dagar.
• Överhettning av pannan är utesluten.
• Värmeenergi slösas inte utan ackumuleras för att kunna användas i framtiden, på grund av detta ökar effektiviteten hos pannan och värmesystemet som helhet.
• Låter dig spara pengar.
• Lufttemperaturen i lokalerna bibehålls lätt på en optimal nivå, plötsliga temperaturfluktuationer utesluts.
• Det finns inget behov av frekvent tankning.
• Förutom pannan för fast bränsle kan du installera ett solsystem som är en gratis källa för termisk energi.
• Vissa modeller av termiska ackumulatorer för uppvärmning kan kombinera funktionerna hos en panna.

Nackdelar med systemet:

• Lång uppvärmning - optimal installation i hus avsedda för permanent uppehållstillstånd. I lantstugor som besöks på vintern på helgerna kommer en sådan enhet inte att vara användbar.
• Hög kostnad - de kostar ungefär samma som en panna, och ibland mer.
• Betydande dimensioner och vikt - på grund av detta uppstår vissa svårigheter under transport och installation. Dessutom installeras en värmelagringsenhet avsedd för uppvärmning i närheten av pannan, ytterligare utrustning måste finnas där, därför är det ofta nödvändigt att tilldela ett särskilt rum för installation av enheter och förbereda det på ett speciellt sätt: utrusta en supportplattform som tål lagringsenhetens vikt. När den är fylld kan tanken väga 3-4.
• En panna med hög effekt krävs - inköp av en lagringsenhet är motiverad om pannans effekt inte utnyttjas fullt ut, det finns åtminstone en dubbel effektreserv, annars är enheten inaktiv.

När du gör en värmeackumulator med egna händer kommer du att kunna spara en betydande summa. Den enklaste designen är gjord av ett rostfritt stålfat eller till och med ett ark av rostfritt stål med en tjocklek på minst 3 mm. Du behöver också ett kopparrör med en diameter på 3 cm och en längd på 14 m. Det böjs i en spiral och placeras inuti tanken. Nedifrån levererar de kallt vatten, ovanifrån en kran för varmt vatten, installerar kranar på kranarna. Det är absolut nödvändigt att isolera en egengjord värmeakkumulator för en fastbränslepanna, annars är den ineffektiv. Det är också nödvändigt att installera tryck- och temperatursensorer.

Om du inte kan svetsa en cylindrisk behållare kan du skapa en värmeackumulator för uppvärmning i form av en parallellpiped - det är lättare att göra en behållare av denna form med egna händer. Hörnen är dessutom förstärkta, från utsidan kompletterar de strukturen med förstyvningar - de svetsas på ett avstånd av 30-35 cm från varandra. Förhållandet mellan enhetens diameter och höjd är 1: 3 (4).

Urvalskriterier

Det är nödvändigt att välja en värmeackumulator i enlighet med exakta beräkningar med hänsyn till parametrarna för ett hemvärmesystem. Förutom de beräknade värdena beaktas dock de allmänna egenskaperna hos värmelagringsanordningarna.

• Värmesystemets tryck. Enligt denna parameter måste värmeackumulatorn motsvara värmesystemet. I vilket fall som helst kan värdet vara högre men inte lägre. Vilket tryck lagringsenheten tål beror på väggtjockleken, tankens form och tillverkningsmaterialet. Värmeakkumulatorer för pannor med en kapacitet på mer än 4 bar har en konvex topp- och bottenlucka.
• Buffertvolym. Denna parameter anses vara den viktigaste och de försöker välja en kapacitet på en sådan volym så att enheten kan samla all överflödig värme. Men samtidigt behövs inte en onödigt omfattande anordning.
• Yttre dimensioner och vikt.Frågorna om transport och placering av utrustning måste lösas, därför måste allt beräknas noggrant: om tanken kommer att passera genom dörröppningen, om överlappningarna tål när tanken är helt fylld med vatten.
• Utrustning med ytterligare värmeväxlare. De låter dig ytterligare optimera systemets funktion. Modeller väljs utifrån komplexiteten i hela systemet.
• Möjlighet att installera ytterligare enheter. Tillsammans med batteriets urklipp installeras ytterligare värmeelement, sensorer och temperaturregulatorer. Om alla delar av systemet väljs korrekt kan bränsleförbrukningen halveras.

Tankarna är gjorda av kolstål eller rostfritt stål. De senare är dyrare och håller längre, och den förstnämnda måste ha en korrosionsskyddande beläggning. Du måste se till dess kvalitet.

Beräkning av volymen på pannans buffertank

Buffertens volym beräknas vanligtvis på ett sådant sätt att värmeackumulatorn behåller all värme som genereras av pannan under förbränningen av en bränslelast. Du kan självständigt bara göra ungefärliga beräkningar som inte tar hänsyn till värmeförlust från värmestrålare och effekten av lufttemperaturen i rummet. Grundformeln för beräkning av volymen på en värmeackumulator:

W = k × m × s × Atvar

• W - överdriven mängd värme;
• m - vätskans massa;
• från - kylvätskans värmekapacitet;
• At - antalet grader med vilka du behöver värma kylvätskan;
• k - pannans effektivitet.

Härifrån måste du beräkna kylvätskans massa:m = W / (k × s × At).

Som W definieras som skillnaden mellan värdena för den energi som genereras av pannan och spenderas på uppvärmning av huset, det är också nödvändigt att klargöra dem och tiden för bränning av bränsleinsatsen. Om pannans effekt anges i enhetens pass måste värmeenergiförbrukningen för uppvärmning beräknas. Bränsleförbränningstiden bestäms empiriskt. Låt oss säga att det är 3 timmar, men att värma huset kräver 10 kW / h. Det betyder att om 3 timmar kommer det att spenderas:10 × 3 = 30 kW.

Värmeproduktionen med en 22 kW / h-panna är:22 × 3 = 66 kW.

Baserat på beräkningsresultaten blir överskottsvärmen:W = 66 - 30 = 36 kW. Vi översätter till watt, vi får 36 000 watt.

Använda formeln m = W / (k × s × At)bestämmer vi det önskade värdet av vattenmassan. Effektiviteten anges i passet i procent. Detta värde måste konverteras till decimal genom att dividera med 100. Till exempel 80/100 = 0,8... Vattnets värmekapacitet är 4,19 kJ / kg × ° С eller 1,164 W × h / kg × ° С eller 1,16 kW / m³ × ° С.

At bestäms genom att mäta temperaturen på tillopps- och returledningarna och subtrahera det lägre från det större värdet. Till exempel:At = 88 - 58 = 30 ° CPå det här sättet,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 kg.

För att lagra all överskott som genereras av pannan krävs en behållare med en volym på minst 1 288,7 m3. Jaspi GTV Teknik 1500 HP värmeakkumulator är lämplig. Med mer blygsamma beräkningsvärden kan du begränsa dig till en tank, till exempel 750 liter.

DIY-anslutningsmetoder och diagram

Anslutningens komplexitet och funktioner beror på typen av värmelagringsenhet. Därför bör du ta reda på vad de är.

• Den enklaste designen är en tom behållare inuti. Pannan och konsumenterna är anslutna direkt. Användningen är optimal om samma kylvätska används i alla kretsar, trycket i systemet inte överstiger de tillåtna värdena i lagringstanken och temperaturen på kylmediet som levereras från pannan inte överstiger de tillåtna värdena för värmekretsen. Om de två första kraven inte är uppfyllda måste du använda ytterligare externa värmeväxlare när du ansluter till systemet. I det senare fallet bör blandningsaggregat med trevägsventiler installeras.
• Buffertank med en intern värmeväxlare - en eller flera.Värmeväxlaren är ett spiralrör av koppar eller rostfritt stål. I ett sådant lagringsmedium blandas kylmediet. Spolen i nedre delen värmer kylvätskan, varmt vatten rusar uppåt som mindre tätt. På toppen finns en annan spole som tar energi och tar ut den till värmekretsarna. En anordning av denna typ är optimal vid användning av olika typer av värmebärare, vid högt tryck och temperatur hos värmebäraren, vid anslutning av flera värmegeneratorer.
• En tank med en genomströmningskrets för varmvattenförsörjning. Värmeväxlaren är oftast placerad på toppen av tanken. Den måste vara gjord av metall som uppfyller kraven på matvatten. Kretsarna är anslutna direkt. Ett sådant system är att föredra med ett jämnt flöde av varmvatten.
• Värmeakkumulator med intern panna. Lagringstanken lagrar uppvärmt vatten för hushållskonsumtion. Denna typ av värmeackumulator kan enkelt integreras i öppna och slutna värmesystem utrustade med fast bränsle, elpannor och solfångare. Buffertankar av denna typ är särskilt relevanta vid användning av elpannor, när kylvätskan värms upp på natten och vatten konsumeras under dagen. En 150 liters panna räcker för en genomsnittlig familjs dagliga vattenförbrukning.

Det finns flera utloppsrör för värmeackumulatorn avsedda för värmesystemet och de är placerade längs tanken vertikalt, eftersom det finns en temperaturgradient längs höjden. Detta görs för att kunna ansluta kretsar med olika krav på kylvätskans temperatur för att minska belastningen på temperaturregulatorerna. Som ett resultat används termisk energi så effektivt som möjligt.

Andra typer av system:

1. Det enklaste bandet som begränsar möjligheterna till justering. Varmt vatten stiger upp och tas från den övre punkten, efter att ha svalnat, går det ner och åter in i pannan. Den används när tryck och temperatur i värmegeneratorn och värmekretsarna är desamma. Temperaturen regleras endast genom att öka / minska värmebärarflödet.
2. Systemet innehåller blandningsenheter, förbikopplingar, därför är en mer exakt reglering av kylvätsketemperaturen möjlig. Utrustningseffektivitet uppnås genom att exempelvis installera trevägsventiler.
3. En extra tank ingår i systemet, så att en liten mängd varmvatten är tillgänglig direkt efter start av pannan. Konsumenten behöver inte vänta tills systemet värms upp helt, men vattentillförseln är inte stor och systemet värms upp långsammare än det klassiska.
4. Inuti bufferten finns en spole, genom vilken värmeenergi passerar från källan, och redan från spolen värms kylvätskan i värmelagret. I ett system av denna typ används olika värmeöverföringsvätskor. Du kan välja de som inte kan blandas på grund av oförenlighet med kemiska egenskaper. Genom spolen kan du leverera värme eller varmvattenförsörjning, annars kommer kylvätskan från källan att cirkulera genom denna cirkel.
5. Ytterligare en extern värmeväxlare är installerad i systemet. Det låter dig behålla önskad temperatur i batteriet.
6. System med en strömmande varmvattenkrets. Det är optimalt om varmt vatten används jämnt. Annars rekommenderas att du köper en energilagringsenhet med en inbyggd panna.
7. Enkelspiralsystem med anslutning till en alternativ energikälla som solfångare. Det kallas bivalent. Anslutningen utförs på ett sådant sätt att kollektorn spelar en ledande roll för uppvärmning av systemet och pannan är ansluten när det inte finns tillräckligt med värmeenergi.
8. Multivalent system, där huvuduppvärmningen utförs av lågtemperaturkällor, såsom en solfångare och en markvärmepump. De är anslutna längst ner på värmeackumulatorn. En högtemperaturpanna används som hjälpkälla för termisk energi.

I närvaro av olika värmekretsar och källor till termisk energi bildas ett komplext grenat system med många ytterligare regleringsutrustning, sensorer, säkerhetsgrupper. Det rekommenderas att överlåta designen till proffs, eftersom beräkningar med hög precision kommer att krävas.

Ackumulatorband för värme

Behållaren måste vara väl isolerad. Om det är ett kommersiellt tillgängligt värmelagring måste tjockleken och kvaliteten på den yttre isoleringen bedömas. Ju bättre och tjockare värmeisolatorn är, desto längre blir värmen kvar. På grund av den speciella strukturen hos värmeisolatorn fungerar värmeackumulatorn som en termos. Tjockleken på värmeisolering i högkvalitativa modeller är cirka 10 cm och täcker kroppen målad med värmebeständig färg. På toppen av värmeisoleringen finns ett lager konstläder. Isolering utförs på egen hand på samma sätt. Först målas tanken med färg som är motståndskraftig mot höga temperaturer, sedan isoleras den med basaltull med en tjocklek på minst 150 mm och toppen är täckt med folie.