Теплоакумулятор для котлів опалення - пристрій, принцип роботи
Теплоакумулятор це пристрій, здатний накопичувати теплову енергію від джерела тепла при її надмірному виробленні, а потім використовувати її запас у разі потреби.
Джерелом тепла може бути опалювальний котел, піч, сонячний колектор і т.д.
По суті, будь-яке масивне тіло, що має температуру більше абсолютного нуля, має запас теплової енергії. При цьому запас накопиченого тепла залежить від ступеня нагрівання та маси тіла.
Наприклад, будь-яка будова з цегли, каменю або бетонних блоків (матеріалів, здатних накопичувати тепло) є теплоакумулятором, на безперервну роботу якого мало хто звертає уваги. А саме завдяки запасу тепла, накопиченому стінами будинку, в ньому прохолодно спекотним днем і тепло вночі при зниженні температури зовнішнього повітря, працює система природної вентиляції, і немає різких стрибків температури при короткочасному відключенні опалення або при провітрюванні.
Ще одним прикладом теплового акумулятора є українська піч чи будь-яка інша піч опалення із каменю чи цегли. При спалюванні дров масив печі накопичує теплову енергію, а потім, остигаючи, віддає її в навколишній простір.
Чим більша вага печі, тим більшим запасом тепла вона має і тим довше може підтримувати комфортну температуру в приміщенні. Саме з цієї причини традиційну українську піч роблять масивною, вагою до півтори тонни і більше, а протоплюють її періодично: один раз на добу.
Традиційно для накопичення тепла використовували каміння або обпалену цеглу, але їхнє застосування виправдане тільки для пічного опалення, застосування якого в простих сучасних будинках не завжди зручне. Для обігріву сучасного житла частішеЗастосовують не печі, а котли опалення.
Яким котлам потрібний тепловий акумулятор?
Тепловий акумулятор необхідний лише котлам, які працюють періодично: вугільні або дров'яні. Котли, що працюють безперебійно (газові або електричні), забезпечені системами безперервної подачі палива, котли тривалого горіння акумуляції тепла не потребують.
Твердопаливні традиційні котли потребують періодичного закладання дров, час повного згоряння палива в них не більше 3 годин. Після закінчення процесу горіння теплоносій у системі опалення не тільки охолоне до температури повітря в приміщенні, але й у місцях прикордонної прокладки трубопроводу (по підлозі, підвалі, на горищі) може перемерзнути, утворивши в системі опалення крижані пробки, що блокують циркуляцію води.
У цих умовах йдеться вже не про комфортні умови в будинку, а про цілісність та безпеку системи опалення. Основним завданням акумуляції тепла в системах з твердопаливним опалювальним котлом є створення резерву теплової енергії, використання якого в період простою котла допоможе уникнути різкого падіння температури в приміщенні і уникнути перемерзання теплоносія.
Влаштування теплового акумулятора
Теплоакумулятор для опалювального котла повинен бути зручним не тільки для накопичення тепла, але і для його подальшого використання. Єдиною речовиною, придатною для вирішення поставленого завдання, є теплоносій. Це може бути вода або антифриз, поміщена в ємність великого розміру, включену до системи опалення.
Для збереження тепла ємність додатково утеплюють: обшивають мінеральною ватою, фольгою, теплоізоляційними панелями, встановлюють на основу, що утеплює.
Об'єм теплоакумулятора вибирають попринципом, що більше, краще, але зазвичай йдеться про ємності на 2-5 м3. Ще один важливий додаток: резервуар має бути герметичним, з двома отворами: для підключення трубопроводу.
Теплоакумулятор включають в систему опалення паралельно котлу за принципом приладу опалення з підключенням і до подачі, і до обернення. На подачі обов'язково встановлюється запірна арматура, що дозволяє змінювати напрямок руху теплоносія, пускаючи його або тільки до опалювальних приладів, або тільки до теплоакумулятора, або одночасно і туди і туди. Як правило, це триходовий кран.
Як працює теплоакумулятор у системі опалення?
При інтенсивному горінні дров у твердопаливному котлі відбувається максимальне вироблення тепла, що дозволяє нагріти не тільки радіатори в будинку, але й запас води в акумуляторі. Після прогорання дров тепло від котла перестає надходити, але циркуляція теплоносія в системі продовжується: холодна вода скочується вниз, а в систему надходить гарячіший теплоносій з акумулятора.
Зворотна вода, повертаючись у опалювальний котел, також проходить через акумулятор. Якщо температура обратки вище за температуру води в ємності, то рідина в ній додатково підігрівається за рахунок обратки. Якщо зворотня вода холодна, то, навпаки, відбувається її підігрів перед надходженням в котел, що дозволяє знизити перепад температур між гарячою котловою і холодною водою.
Чим більший об'єм акумулятора, тим довше система може працювати без підзарядки.
Практичне застосування
Теплоакумулятор в системі опалення з твердопаливним котлом можна назвати справжньою знахідкою для її власників. Саме цей нехитрий пристрій дозволяє залишати будинок на кілька годин навіть в умовах сильних морозів.не побоюючись за збереження опалювальної системи, спокійно спати вночі, не схоплюючись до котла для закладки нової порції дров і не побоюватися про руйнування котла при надходженні в нього занадто холодного теплоносія.
Для керування роботою системи опалення з теплоакумулятором використовується триходовий кран.
З його допомогою можна відкрити рух гарячого теплоносія тільки до опалювальних приладів, що зазвичай роблять при бажанні швидко прогріти приміщення. Якщо в будинку вже спекотно, а казан продовжує працювати, можна перекрити подачу води на радіатори і направити її тільки в теплоакумулятор.
Для одночасного нагрівання приладів опалення та теплоакумулятора вибирається проміжне положення крана.
Теплоакумулятор та циркуляційний насос
Як правило, твердопаливні котли використовуються у самопливних системах опалення. У цьому випадку теплоакумулятор працює за рахунок природної конвекції: по нижньому патрубку в нього надходить холодний теплоносій, а вгору спрямовується нагріта рідина, що надходить до приладів опалення.
У системах з циркуляційним насосом теплоакумулятор працює також, але тут швидкість руху теплоносія задається насосом, що, безперечно, позитивно впливає на роботу всієї системи опалення.
Про переваги та недоліки
Установка теплоакумулятора робить роботу системи опалення стабільною, за винятком різких перепадів температури не тільки в будинку, а й у надходженні теплоносія в котел.
Єдиним недоліком теплоакумулятора є його розмір: невелика ємність не дозволяє накопичити тепло та використовувати його, а для резервуара великого об'єму не завжди можна знайти достатньо місця. Та й для встановлення ємності доведеться робити посилення фундаменту чипоміщати її у підвальне приміщення.