Для чего нужен и каким бывает клапан для теплого пола?

Зачем нужны термоклапаны для теплых полов

На выходе любой отопительной системы циркулирует водный носитель фиксированной температуры, которая автоматически поддерживается в заданных пределах. В некоторых из них имеется нескольких контуров с теплоносителями, нагретыми до разных уровней. Для их смешения и получения водной среды с требуемой температурой в конструкциях теплого пола устанавливаются особые устройства, называемые термосмесителями.

  1. Назначение термического клапана
  2. Виды клапанов по способу смешивания
  3. Виды клапанов по направлению потоков
  4. Другие виды промышленных устройств

Назначение термического клапана

Термостатический клапан предназначен для смешивания холодного и горячего потоков теплоносителя

Термостатический клапан для теплого пола – это регулирующее устройство особой конструкции, встраиваемое в трубопроводы с циркулирующей по ним рабочей жидкостью. В отличие от двухходового прибора он предназначен для смешения двух потоков (остывшего и горячего) и получения на выходе третьего, имеющего фиксированную температуру. Наличие в системе такого трехходового крана позволяет решать следующие задачи:

  • изменять направление водных потоков;
  • смешивать их в определенной пропорции;
  • получать на выходе системы обогрева воду с постоянной температурой.

Для расширения круга решаемых этими устройствами задач применяются термосмесительные клапаны различного типа, имеющие специфические характеристики.

Виды клапанов по способу смешивания

Смесительные устройства для теплых полов имеют несколько разновидностей, отличающихся по выполняемым ими функциям. Первая – термостатический клапан, имеющий специальную чувствительную головку-датчик, размещенную в каждом из контуров и реагирующую на температуру внешней среды. Принцип работы термостатического элемента основан на определении разницы температур и подаче команды на исполнительный механизм, управляющий потоками теплой и остывшей воды.

В системах второго типа в качестве чувствительного и управляющего элемента используется клапан с функцией термостата, позволяющего поддерживать температуру в напольной системе обогрева на фиксированном уровне. Он работает подобно всем задающим устройствам и обеспечивает более точную регулировку контролируемого параметра.

В продвинутых моделях терморегуляторов для управления потоками используется встроенный контроллер. Этот вариант организации регулировочного процесса является максимально точным и наиболее востребован у потребителя.

Виды клапанов по направлению потоков

Известно две схемы смесительных устройств, реагирующих на направление потоков в обогревающей системе теплого пола. Они представлены симметричной и асимметричной разновидностями клапанных механизмов. Выбор той или иной схемы управления зависит от типа обогревающей системы и удобства ее монтажа в конкретных условиях эксплуатации. В симметричном механизме вода поступает с разных концов клапана, а ее смешение происходит в средней части корпуса устройства. Благодаря такой конструкции клапан имеет небольшие габариты.

В асимметричном вентиле потоки холодной и горячей воды поступают с одного из концов и снизу соответственно. Результирующая водная смесь подается в систему со второго конца клапана. Такая схема также широко распространена, что объясняется универсальностью и простотой обслуживания клапанного механизма.

Другие виды промышленных устройств

Отечественной промышленностью выпускается множество терморегуляторов для водяного пола, что позволяет управлять потоками жидкости в автономном режиме. Среди известных разновидностей клапанных механизмов выделяются следующие виды:

  • механические трехходовые клапаны для теплого пола;
  • такие же модели, но с выносным датчиком;
  • сенсорные смесители;
  • электронные приборы;
  • терморегуляторы, управляемые программно.

Механические приборы – это самые простые, дешевые и надежные в эксплуатации приборы, оснащенные защитным кожухом из прочного пластика. Для регулировки температуры таким устройством достаточно повернуть термостатическую головку в нужную сторону. Точное значение из температурного диапазона подбирается поворотом особого диска, имеющего разбитую на деления шкалу.

Механические терморегуляторы, оснащенные выносным датчиком температуры, относятся к более совершенным конструкциям, позволяющим контролировать величину рабочего параметра. К их недостаткам относят необходимость постоянного отслеживания текущего параметра, изменяемого лишь в ручном режиме. Это вынуждает специалистов монтировать в системе дополнительный термометр (специально для контроля температуры). С учетом разности уставок и показаний прибора удается вручную регулировать этот показатель с допустимой погрешностью.

При эксплуатации сенсорных смесителей, подключаемых к системе посредством специальных переходников, настройка тепловых параметров выполняется с выносной панели. В отдельных моделях для этих целей используется управляемый вручную дистанционный пульт. Этот тип терморегуляторов относится к более современным моделям, существенно упрощающим процедуру контроля температуры. В них предусмотрено несколько регулировочных параметров, что гарантирует точное выставление нужного температурного режима. Надежность и безопасность пользования этими приборами во многом зависят от конкретной модели, при выборе которой сталкиваются с большим разбросом ценовых категорий. При таком раскладе нежелательно экономить и выбирать более дешевый образец, поскольку реальные потери превысят разницу в затраченных средствах.

Электронные модели терморегуляторов по своим функциональным возможностям практически ничем не уступают аналогичным сенсорным образцам. На корпусе этих изделий имеется небольшой дисплей и набор кнопок, посредством которых пользователь легко запрограммирует нужный режим функционирования теплого пола. В наиболее продвинутых образцах удается вводить программу, рассчитанную на ближайшую неделю и на отдельные периоды текущих суток.

Беспроводные устройства позволяют поддерживать температуру в квартире или в частном доме лишь при условии присутствия в них людей. В остальные промежутки времени напольная система переводится в дежурный режим. За счет этого снижаются издержки на обогрев помещений в отопительный период. Такие устройства допускается подключать к системе управления умный дом, при работе с которой экономия тепла достигает 30 процентов. За счет того, что управлять режимами можно вручную (в моменты присутствия пользователя в доме) показатель по экономичности будет еще больше.

Особенностью программируемых устройств является возможность одновременного контроля нескольких систем водяного обогрева, расположенных в разных комнатах. К их недостаткам относят:

  • высокую стоимость оборудования;
  • сложность настройки;
  • необходимость вызова специалистов сервисного цента при проведении пусковых работ.
Читайте также:
Декор рабочего стола: 50 фото идей для организации и оформления

Кроме того, пользователю придется изучить прилагаемую инструкцию и в дальнейшем руководствоваться ее указаниями.

Радиоуправляемые модели, используемые для регулировки температуры носителя, применяются крайне редко, что объясняется их неоправданно высокой ценой. По своим функциональным возможностям они практически не отличаются от уже описанных, а цена возрастает в несколько раз. Отличие состоит лишь в том, что управление механизмами выполняется не через кабель, а посредством радиосигналов. При работе такой системы термостат принимает сигналы с информацией о показателях датчиков и передает их на контроллер. Последний обрабатывает посылку и направляет радиосигналы на сервоприводы подачи горячей или холодной воды.

К недостаткам этих систем относят необходимость оснащения передатчиками и приемниками каждого из отдельных устройств. Усложнение схем управления процессами приводит к частым поломкам электронных компонентов и к сложностям с восстановлением приборов.

Схема установки двух- и трехходовых клапанов для теплого пола

Трехходовой клапан для теплого пола является ключевой деталью смесительного узла системы водяного обогрева. Схема такой отопительной системы состоит из котла, который нагревает теплоноситель, нескольких контуров с высокотемпературными радиаторами и контуров трубопровода водяного теплого пола.

Зачем нужны клапаны в системе теплых полов

В большинстве случаев, котлы нагревают воду до той температуры, которая нужна высокотемпературным радиаторам. Как правило, она равна 75-95 °С. Учитывая санитарные нормы, поверхность теплого водяного пола не должна иметь температуру выше 35 °С. Такая температура обеспечивает комфортное пребывание на напольном покрытии, кроме того, более высокая температура водяного теплого пола может деструктивно воздействовать на финишное покрытие – в особенности на ламинат или линолеум, и привести к его деформации.

С учетом толщины стяжки теплого водяного пола, в которой находятся трубы отопительного контура, а также толщины и разновидности напольного покрытия, температура теплоносителя должна быть около 50 °С. Если водяной теплый пол подключен к централизованной отопительной системе или вода поступает прямиком из котла, то температура ее будет слишком высока.

Для понижения температуры воды в системе при входе в обогревательный контур водяного теплого пола устанавливается смесительный узел, в котором имеется двухходовой или трехходовой кран. В них происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя, поступающего из обратного контура водяного теплого пола.

В процессе прохождения воды через двух- или трехходовой краны температура снижается и становится подходящей для системы – в радиаторы отопления поступает теплоноситель с температурой в 90-95 °С, а в нагревательный контур водяной системы напольного отопления с температурой в 50-55 °С.

Когда нагретый теплоноситель поступает в коллектор, путь ему преграждает предохранительный кран, оснащенный термостатом. Если температура теплоносителя будет выше необходимой, то двухходовой или трехходовой клапан сработают, что приведет к подаче холодной воды из обратного контура. Выполнится подмес, горячий и холодный теплоноситель смешаются, и когда температура достигнет нужного значения, кран снова сработает и подача горячей воды прекратится.

Устройство и принцип работы двухходового клапана

В большинстве случаев, в системе водяного теплого пола применяется регулирующий кран двухходового типа. Такая разновидность регулирующей арматуры обеспечивает корректную регулировку потоков и давления теплоносителя и охлаждающей среды.

В случае необходимости, устройство способно поддерживать на постоянном уровне температуру воды в трубопроводе теплого водяного пола. Двухходовой клапан обеспечивает периодическую подпитку трубопровода нагретым до нужной температуры теплоносителем, поступающим из отопительной системы.

На корпусе крана обозначается температура допустимого нагрева, которую можно менять при помощи встроенного или дистанционного датчика. Дистанционный датчик температуры монтируется во входном коллекторе. Схема работы двухходового клапана проста:

  1. Теплоноситель выходит из обратного контура водяного теплого пола и циркулирует по трубопроводу.
  2. При охлаждении воды ниже указанного уровня срабатывает клапан и в систему подмешивается горячий теплоноситель.
  3. После того как температура достигнет заданной отметки шток клапана закрывается.

Важно! Двухходовые клапаны используются в системах теплого водяного пола, обогревающих площадь менее чем 200 кв. м. Если помещение будет с большей квадратурой, то термостат будет часто сигнализировать о снижении температуры, так как вода по мере продвижения по длинной магистрали будет постоянно остывать. Из-за этого двухходовой клапан будет постоянно пополнять ее высокотемпературным теплоносителем.

Выделяют следующие виды двухходовых смесительных клапанов:

  • Пневматические;
  • Гидравлические;
  • С электроприводом.

Двухходовой кран для теплого водяного изготавливается из чугуна или латуни, он может быть оснащен электроприводом.

В конструкции двухходового клапана может быть одно или два седла. Двухседельное изделие может в случае необходимости полностью перекрыть поток теплоносителя, трехходовой клапан не может выполнять такую функцию.

Принцип работы двухходового крана заключается в том, что при подаче механического усилия на привод оно передается к затору, состоящему из седла и плунжера. Двигаясь вниз, плунжер перекрывает внутреннее пространство клапана, в процессе увеличивается поток теплоносителя, а давление уменьшается. Если затвор полностью опущен, то кран герметично закроется. Это приведет к остановке потока теплоносителя по магистрали после запорного устройства. Плунжеры могут быть игольчатыми, стержневыми и тарельчатыми, ось движения плунжера перпендикулярна потоку воды.

Схема подключения двухходового клапана

Двухходовой клапан можно подключить к системе водяного теплого пола при использовании параллельной схемы. Такая схема подключения реализуется в процессе использования двух или трех нагревательных контуров, по которым циркулирует теплоноситель.

В этом случае, регулировка подачи и давления воды будет производиться исключительно с помощью одного или нескольких параллельно установленных двухходовых клапанов. Если используется параллельный способ смешивания теплоносителя, то трубопроводные магистрали теплого пола изначально разъединяются.

Читайте также:
Все о ручках для раздвижных дверей

Двухходовой клапан можно настроить вручную, что позволит пропускать нужное количество воды через смесительный кран. Представленная схема не включает в себя трехходовой клапан, оснащенный термодатчиком – такой запорный элемент обладает небольшой пропускной способностью, с регулировкой в этом случае отлично справляется двухходовой вентиль.

Совет! В параллельной схеме уместно будет установить перепускной клапан вместо байпаса. Это снизит эксплуатационную нагрузку и сократит расход электроэнергии на насос в то время когда контуры будут закрыты.

Параллельная схема подключения имеет недостаток – температурная отметка теплоносителя, который входит в контур, равна температуре воды, направляющейся из обратного контура к котлу. Это приводит к неравномерному распределению горячей воды по контурам. Параллельная схема состоит из следующих элементов:

  • Коллектора и труб отопления;
  • Запорно-регулирующей арматуры – заслонки или двухходового клапана;
  • Циркуляционного насоса, перекачивающего разогретый теплоноситель от котла по обогревательному контуру;
  • Блока управления.

Особенности трехходового смесительного клапана

Трехходовой смесительный клапан обеспечивает работу водяного теплого пола в комфортном режиме. Запорный элемент смешивает горячий теплоноситель, поступающий из котла с холодной водой из обратного контура. Трехходовой кран, несмотря на свою универсальность, имеет несколько недостатков.

Так, например, при получении сигнала от термостата устройство для подачи теплоносителя из котла открывается полностью. Из-за этого вода с температурой в 85-90 °С поступает в систему теплого пола и может вызвать перегрев поверхности или разрыв трубопровода.

Кроме того, кран трехходового типа отличается более низкой по сравнению с двухходовым краном пропускной способностью, это приводит не к ровному, а к волнообразному графику колебаний температуры теплоносителя. Устройство приспособлено для систем с площадью обогрева более чем 250 кв. м.

Трехходовой кран изготавливается из бронзы или латуни, в его верхней части установлена шайба для регулировки потока, под которой располагается термочувствительный элемент. При работе клапана он прижимается к рабочему штоку, выходящему из корпуса. В штоке находится закрепленный конус, который герметично примыкает к седлу. Схема работы трехходового смесительного клапана проста – теплоноситель проходит через правый и фронтальный патрубки до тех пор, пока отметка температуры не повысится или не понизится до установленного значения. В процессе работы устройство сохраняет нужную температуру воды на выходе в рамках установленных пределов и подмешивает горячую или охлажденную воду из патрубков.

Если теплоноситель начинает остывать или нагреваться, то привод прижимается к штоку. В процессе перемещения конус отсоединяется от седла и открывает все три канала. Фронтальный входной патрубок перекрывается после того, как температурные показатели теплоносителя изменяются.

Трехходовые клапаны отличаются по типу внешнего привода. Они могут быть оснащены:

  • Термостатическим приводом. Он производит нажатие на шток в процессе расширения находящегося в нем жидкого состава, который чувствителен к температурным изменениям. Большинство трехходовых клапанов, применяющихся в системах водяного обогрева пола, оснащаются именно таким видом привода.
  • Термостатической головкой, которая содержит высокочувствительный термоэлемент, реагирующий на изменения температуры в воздухе помещения. Для осуществления регулировки трехходовой клапан оснащается наружным температурным датчиком. Датчик размещается в трубопроводе, по которому проходит теплоноситель. Такая регулировка наиболее точна.
  • Электроприводом, которым управляет контроллер. К контроллеру непрерывно поступают данные о значении температуры теплоносителя в трубопроводе водяного пола. Если они изменяются, то трехходовой клапан, оборудованный сервоприводом, выполняет регулировку.
  • Сервоприводом. В таком запорном механизме отсутствует контроллер, а управление краном происходит напрямую через привод на основании сигналов от температурных датчиков. Сервопривод в большинстве случаев комплектуется с кранами, которые оснащены секторным или шаровым распределительным элементом.

Схема подключения трехходового клапана

Трехходовой клапан подключается к водяному нагревательному контуру с ориентировкой на последовательную схему. Такая схема считается наиболее производительной, в ней термостатический клапан может быть заменен балансировочным вентилем или обычным шаровым краном. Шаровой кран – это наиболее дешевый и экономичный узел, но, в случае его установки, работу системы придется контролировать вручную.

Последовательная схема подключения функционирует следующим образом:

  1. Трехходовой запорный элемент блокирует подачу холодной воды из обратного контура трубопровода. Это позволяет избегать образования конденсата на внутренней поверхности стенок котла или бойлера.
  2. Вода циркулирует по первичному контуру до тех пор, пока не прогревается до температуры, которая была установлена на терморегуляторе трехходового клапана.
  3. Когда теплоноситель нагревается до заданной температуры, термостат заставляет шток приоткрываться и подавать холодную воду из отопительной системы.

Для гидравлической настройки в рамках такой системы используется балансировочный вентиль, который присоединен к малому контуру.

Важно! В последовательной схеме соединения циркуляционный насос монтируется после трехходового запорного элемента.

Представленная схема может быть продолжена подключением вторичного циркуляционного контура. Подключение проводится по следующему алгоритму:

  1. Трехходовой клапан, находящийся во вторичном контуре подмешанную воду подает на циркуляционный насос.
  2. Насос направляет теплоноситель через коллекторную распределительную систему по всему контуру.
  3. Попадая в байпас, теплоноситель распределяется непосредственно в трубопроводную систему теплого пола.
  4. Из системы охлажденная вода снова попадает в смесительный узел и цикл повторяется.

Как выбрать термостатический клапан для тёплого пола?

Для напольной водяной системы обогрева рекомендуют установить блок автоматического управления. Оборудование позволяет контролировать температуру в помещении, регулировать работу жидкостной магистрали.

  • Характеристика оборудования
  • Как функционирует автоматика?
  • Как выбрать оборудование?

Самым простым устройством для управления обогревом является трёхходовой клапан. Его работу можно осуществлять вручную, посредством вентилей, но достичь определённого режима в помещении будет сложно.

Читайте также:
Газовые горелки для котлов отопления - своими руками, атмосферные и другие

Приобретают термостатическое оборудование. Его используют в Москве и других крупных городах. Оно позволяет сделать напольный обогрев автономным. Как устроен термостат? Какова схема его работы?

Характеристика оборудования

Теплоноситель из котла проходит по магистрали труб к коллектору. Из него жидкость поступает в напольный трубопровод. Отдавая тепло, она возвращается обратно к коллектору, который имеет отдельный обратный выход для охлаждённого теплоносителя. Циркуляционный насос нагнетает воду обратно в котёл.

При ручном управлении температурного режима на контуре с холодной водой и теплоносителе высокой температуры устанавливают вентили. Если комната прогрелась достаточно хорошо, то вентиль с горячей водой закрывают. Если в помещении холодно, то вентиль открывают.

Для автоматического регулирования режима отопления устанавливают трёхходовой смеситель с термостатом и выносным термодатчиком. Данная система образует термостатический клапан. Его устанавливают на входе в коллектор. Оборудование производится из латуни или из бронзы.

  • Трёхходовой клапан имеет 3 выхода для горячей, холодной воды и для теплоносителя, который подаётся в напольную магистраль. На корпусе маркерами обозначено направление потоков различных температур.
  • Для смешивания жидкости различной температуры предусмотрена смесительная камера.
  • На корпусе располагается термостат, с регулятором температуры.
  • Термодатчик расположен на термостате.
  • Клапаны перекрывают выходы для холодного и горячего потока. Они могут быть тарельчатыми или игольчатыми. Их работа зависит от термостата.
  • Термостат представляет собой систему, которая состоит из капсулы с жидкостью и подпружиненным штоком. К нему прикрепляются клапаны.
  • Датчик температуры имеет цифровую панель, на которой обозначены режимы отопления.

Термостат может находиться в термоголовке или в сервоприводе. Устройства имеют различную схему, но одинаковый принцип работы. Термоголовка представляет собой термостат, работа которого осуществляется с помощью жидкости: она чувствительна к перемене температуры.

Сервоприводы функционируют от электрической сети. Жидкость заключена в ёмкость. В ней находится нагревательная пластина. Сервопривод устанавливают на коллектор.

Трёхходовой смеситель предназначен для системы отопления больших площадей. В отдельных помещениях или в дачных домиках к коллектору подключают двухходовой вентиль. Его устанавливают на контур с теплоносителем высокой температуры. Вода проходит через него только в одном направлении.

Как функционирует автоматика?

Термостатический трёхходовой клапан для тёплого пола подключают перед коллектором. На датчике устанавливают определённый температурный режим обогрева. Устройство начинает работать при изменении параметров.

  1. Устройство состоит из полупроводника, который имеет температуру теплоносителя, поступающего в магистраль. Энергия передаётся жидкости термостата.
  2. При увеличении нагрева жидкость расширяется и давит на шток, который опускается.
  3. При этом перекрывается выход из горячей трубы и открывается выход из обратного контура.
  4. Охлаждённый теплоноситель поступает в камеру трёхходового смесителя, где соединяется с горячей водой из котла. Процесс смешивания может проходить по Т-образной схеме: горячий и холодный поток теплоносителя поступают в термостатический смесительный клапан симметрично с двух сторон. Выход жидкости в магистраль происходит под углом 900. При L-образной схеме горячая вода поступает в смесительную камеру с боку.
  5. Температура теплоносителя снижается. Он поступает в напольную магистраль в охлаждённом виде. Режим обогрева стремится достичь установленной нормы.
  6. При снижении температуры жидкость в термостате сужается. Подпружиненный шток выпрямляется, закрывается выход холодной воды, которая идёт по обратной трубе. В магистраль вновь поступает горячий теплоноситель.

При использовании сервоприводов к смесительному клапану для тёплого пола подключают устройство, которое работает от сети. Датчик нагревается, замыкает электрическую цепь. Происходит нагревание пластины, которая в свою очередь передаёт тепло терможидкости. Она расширяется, давит на шток, который заставляет работать тарельчатые клапаны.

При использовании сервопривода система отопления изменяет рабочий режим в течение 3 мин. Если в качестве автоматического устройства использовать термоголовку, то для нагревания жидкости в термостате понадобится до 15 мин.

Принцип работы двухходового вентиля для тёплого пола несколько иной. При повышении температуры в магистрали, термостат заставляет работать тарельчатые клапаны или шаровое устройство, которое полостью перекрывает выход для горячей воды. Охлаждённый теплоноситель из обратной трубы вновь возвращается в напольный контур.

При снижении температурного режима клапан открывает горячую воду и перекрывает обратку. Смешивания жидкости не происходит. Принцип работы двухходового термостатического клапана для тёплого пола идентичен ручному переключению вентилей, но система работает в автоматическом режиме.

Трёхходовой термостатический клапан для тёплого пола устанавливают в системе отопления для большой площади обогрева. Оборудование необходимо для котла, который разогревает воду до высокой температуры. Двухходовой клапан к системе подключают в качестве дополнительного регулирования обогрева для отдельных помещений.

Оборудование для автоматического регулирования режима обогрева может быть установлено в одноконтурной или двухконтурной системе отопления. Это удобно при использовании различных видов обогрева, при радиаторном и напольном. Смеситель подключают перед циркуляционным насосом. Предварительно рекомендую установить фильтр для воды. При подключении используют нарезной способ монтажа.

Как выбрать оборудование?

Термостатические приборы выбирают в зависимости от пропускной способности теплоносителя. Она должна соответствовать объёму жидкости, которая нагнетается в систему отопления. Данные указываются в техническом паспорте к котлу.

Для горячего и холодного контура используют металлические трубы диаметром 26*2 мм. Такой же диаметр должен быть и у патрубков трёхходового смесителя. В противном случае придётся устанавливать переходники, что не желательно для системы отопления. На швы приходится высокая нагрузка. Необходимо всегда следить за их герметичностью.

Температура жидкости в напольной магистрали 55-35 0С. Оборудование выбирают в зависимости от определённого теплового режима, который возможно установить на термостате. Для радиаторного обогрева требуются более широкий температурный диапазон, до 80 0С.

Читайте также:
Ванная с плиткой под дерево – критерии правильного выбора. Основные особенности материала и его укладки

Для управления температурным режимом в помещении при водяном напольном обогреве используют термостатическое оборудование. Автоматика облегчит эксплуатацию системы отопления, обеспечит нормальный микроклимат в отдельных комнатах коттеджа, сэкономит электроэнергию.

При использовании устройства с программным обеспечением появляется возможность регулировать температуру напольной магистрали в зависимости от времени суток, дней недели.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

    Похожие записи

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Как рассчитать теплоаккумулятор для твердотопливного котла и выполнить его обвязку

Использование аккумуляторов тепла для системы отопления позволяет оптимизировать сжигание твердых видов топлива в котлах. Простыми словами, при наличии буферной емкости – теплоаккумулятора домовладельцу не нужно часто посещать котельную, а дрова будут сгорать в оптимальном режиме. Но для этого емкость нужно правильно подобрать, а потом и состыковать с отопительным оборудованием, что обязательно вызовет затруднения у несведущего человека. Поэтому стоит подробно разобраться, что собой представляет теплоаккумулятор для твердотопливного котла, как его подобрать и подключить к отоплению частного дома.

  • 1 Что такое буферная емкость
  • 2 Расчет буферной емкости
  • 3 Подбор теплоаккумулятора
  • 4 Схемы подключения
    • 4.1 Альтернативная схема
  • 5 Заключение

Что такое буферная емкость

На самом деле теплоаккумулятор, предназначенный для системы отопления, — это обычный металлический бак расчетной вместительности, укрытый теплоизоляционным слоем. В простейших моделях заводского изготовления есть только патрубки для подключения теплоносителя, да гильзы под установку термометров. В буферных емкостях подороже термометры уже встроены, а самые дорогие изделия оснащаются теплообменниками в виде змеевиков. Устройство такого теплоаккумулятора показано на рисунке:

Как видно, конструкция буферной емкости не отличается особой сложностью, оттого разные мастера — умельцы приспособились ее делать своими руками, о чем рассказано в отдельной теме.

Назначение змеевиков – подогрев воды для обеспечения ГВС и присоединение альтернативных источников тепловой энергии – солнечных коллекторов. Понятно, что данная функция востребована лишь при благоприятных погодных условиях в регионе проживания. В целом же буферная емкость для котла отопления призвана решать такие задачи:

  1. Создание условий для работы ТТ-котла с максимальным КПД и минимальными выбросами в атмосферу.
  2. Комфортная эксплуатация теплогенератора, когда не нужно подбрасывать дрова в топку каждые 4—6 часов, включая ночное время.
  3. Подогрев и подача воды питьевого качества 1—2 потребителям (опция).

Большинство производителей отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, в прилагающейся документации указывают, что крайне желательно выполнить подключение к ТТ-котлу теплоаккумулятора. Причина такова: агрегат достигает наибольшей эффективности при режиме работы, близком к максимальному. А поскольку излишек вырабатываемого тепла нужно куда-то поместить до подачи в систему отопления, понадобится буферная емкость с водой.

Не имея термоаккумулятора, мы стараемся всячески «придушить» тепловой агрегат, ограничивая подачу воздуха для горения. Мало того что это снижает его КПД до 40% (как у буржуйки), но и вызывает выброс в атмосферу токсичного угарного газа. Из-за этого часть европейских стран запретили сжигание древесины и угля в котлах отопления без буферной емкости.

С более редкими посещениями помещения топочной все понятно: накопленное в баке тепло еще долгое время будет расходоваться на обогрев дома при условии, что его объем правильно рассчитан. Кроме того, при совместной работе твердотопливного котла в паре с теплоаккумулятором вероятность перегрева и закипания воды в рубашке агрегата сводится практически к нулю.

Помимо взаимодействия с дровяными теплогенераторами, можно использовать теплоаккумуляторы и с электрическими котлами. Это имеет смысл, когда ночью потребляемая электроэнергия считается по тарифу, что в 2—3 раза ниже обычного. За промежуток времени, пока действует этот тариф, электроустановка сможет полностью «зарядить» тепловой аккумулятор, а он станет отдавать эту энергию на обогрев дома в течение дня.

При таком варианте результаты предыдущего расчета мощности электрического котла придется удвоить, чтобы его теплоотдачи хватило на обогрев дома и загрузку бака по ночному тарифу.

Расчет буферной емкости

Основной критерий, по которому выбирается буферная емкость для твердотопливного котла, — это ее объем, определяемый расчетом. Его величина зависит от таких факторов:

  • тепловая нагрузка на отопительную систему частного дома;
  • мощность котла отопления;
  • предполагаемая длительность работы без помощи источника тепла.

Перед тем как рассчитать вместительность теплоаккумулятора, нужно прояснить все перечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, что потребляет система в течение зимнего периода. Максимальную мощность принимать для расчета не следует, это приведет к увеличению размеров бака, а значит, и к повышению стоимости изделия. Лучше несколько дней в году претерпеть неудобства и загружать топку чаще, нежели платить сумасшедшую цену за большой теплоаккумулятор, который будет использоваться нерационально. Да и места он займет слишком много.

Мнение эксперта. Для обеспечения тепловой энергией дома площадью 200 м² достаточно буферной емкости, вмещающей 1 т теплоносителя, а это объем 1 м³. Утверждение верно для средней полосы Российской Федерации, в более южных или северных регионах расклад будет другим.

Невозможна нормальная работа системы отопления с теплоаккумулятором, когда источник тепла имеет малый запас по мощности. В этом случае «зарядить» батарею полностью не удастся никогда, поскольку теплогенератор должен одновременно обогревать дом и загружать емкость. Помните, что подбор твердотопливного котла для обвязки с теплоаккумулятором предполагает двукратный запас по тепловой мощности.

Читайте также:
Как выбрать лучший туалетный столик

Алгоритм расчета предлагается изучить на примере дома площадью 200 м² при длительности простоя котла 8 часов. Предполагается, что вода в баке нагреется до 90 °С, а в процессе работы отопления остынет до 40 °С. Для обогрева такой площади в наиболее холодное время понадобится 20 кВт теплоты, а среднее ее потребление составит около 10 кВт/ч. Значит, батарея должна накопить 10 кВт/ч х 8 ч = 80 кВт энергии. Дальше расчет объема теплоаккумулятора для твердотопливного котла ведется через формулу теплоемкости воды:

m = Q / 1.163 х Δt, где:

  • Q – расчетное количество тепловой энергии, которое надо накопить, Вт;
  • m – масса воды в резервуаре, кг;
  • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя в баке, равна 90 – 40 = 50 °С;
  • 163 Вт/кг °С или 4.187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

Для рассматриваемого примера масса воды в теплоаккумуляторе составит:

m = 80000 / 1.163 х 50 = 1375 кг или 1.4 м³.

Как видите, в результате вычислений размеры буферной емкости выходят больше, чем рекомендует эксперт. Причина проста: для расчета были взяты неточные исходные данные. На практике, особенно когда дом хорошо утеплен, средний расход теплоты на площадь 200 м² будет меньше, чем 10 кВт/ч. Отсюда вывод: чтобы правильно рассчитать размеры теплоаккумулятора для твердотопливного котла, необходимо использовать более точные исходные данные по потреблению тепла.

Для справки. Существует и укрупненный способ расчета, согласно которому на каждый кВт тепловой мощности котла приходится 25 л объема теплоаккумулятора.

Подбор теплоаккумулятора

Остальные критерии выбора емкости не столь важны и в основном касаются разных опций. Одна из них – встроенный змеевик, нагревающий воду для хозяйственных нужд. Может оказаться полезной, если нет других средств подогрева, но для больших расходов в сети ГВС этот способ точно не подойдет. Кроме того, теплообменник отнимет часть «заряда» теплоаккумулятора, уменьшив время автономной работы отопления.

Полезная опция – встроенный в верхнюю часть бака ТЭН, способный поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать дом какое-то время после того, как аккумулятор «разрядился», а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения гелиосистемы полезен лишь в южных регионах, где солнечная активность позволит загрузить теплоаккумулятор. А вот на что стоит обратить внимание при подборе, так это рабочее давление резервуара. Надо учитывать, что большинство твердотопливных котлов рассчитано на давление в рубашке до 3 Бар, значит, и буферная емкость должна спокойно выдерживать столько же.

Схемы подключения

Способов обвязки котла твердотопливного с теплоаккумулятором и системой отопления существует немало. Но все они производные от базовой схемы, изображенной ниже. С ее помощью легко разобраться, как эти агрегаты работают в паре, а после все смонтировать своими руками.

Источник тепла, работающий на твердом топливе, имеет традиционный котловой контур со смесительным узлом, чья задача – не допустить подачу холодного теплоносителя в котел. Затем подающий и обратный трубопроводы подключены к буферной емкости, соответственно, сверху и снизу. Таким же образом к теплоаккумулятору присоединяется система отопления, тоже оснащенная узлом смешивания. Его цель – поддерживать в системе требуемую температуру воды, подмешивая часть горячего теплоносителя при необходимости.

Важный момент. Фактическая производительность циркуляционного насоса котлового контура должна быть немного выше, чем у насосного агрегата отопительной сети. Соблюдение этого условия позволит потокам внутри теплоаккумулятора двигаться в правильном направлении (показаны на схеме белыми стрелками).

На самом деле сетевой насос будет мощнее котлового и вот почему. Сопротивление сети трубопроводов и радиаторов выше, нежели 3—5 м трубы от твердотопливного котла до теплоаккумулятора. Более высокая мощность и напор нужны агрегату, чтобы преодолеть это сопротивление. Поэтому более слабый насос котлового контура сможет обеспечить больший расход, надо только верно настроить оба агрегата. Есть 2 варианта решения вопроса:

  1. При использовании 3-скоростных насосов можно настроить их производительность переключением скоростей.
  2. Поставить на входе обратки из системы в буферную емкость балансировочный вентиль, которым и производить регулировку.

Одновременный прогрев отопительных приборов и послойная загрузка теплоаккумулятора возможна, когда потоки внутри бака движутся по горизонтали с небольшим преобладанием со стороны твердотопливного котла. Возникает вопрос – как это проверить? Возникает ответ: на обеих вводах обратки в бак надо поставить термометры (как на схеме) и выполнять регулировку, переключая скорости насосов или вращая балансировочный вентиль. Важное условие: трехходовой клапан отопительной сети нужно полностью открыть вручную.

Регулировкой необходимо добиться, чтобы температура на входе в теплоаккумулятор (Т1) была меньше, чем на его выходе (Т2). Это означает, что часть горячей воды идет на «зарядку» батареи. Подробнее обо всех моментах вы сможете узнать от эксперта, просмотрев видео:

Альтернативная схема

Данная схема обвязки буферной емкости и твердотопливного котла предложена одним из участников популярного форума. Ее особенность состоит в том, что при отключении электроэнергии работоспособность схемы сохраняется, хотя за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами стальных труб. Ниже на рисунке изображено подключение теплоаккумулятора к закрытой системе отопления, но при монтаже ее лучше сделать открытой, о чем говорит и сам автор.

Вкратце суть такова: благодаря Т-образному вводу сверху бака происходит одновременный нагрев радиаторов и «зарядка» термоаккумулятора, сделанного своими руками. Насосом котлового контура управляет накладной датчик на подающей магистрали, включая агрегат по достижении в нем температуры 60 °С. Циркуляция в сети зависит от комнатного термостата, с которым связан сетевой насос.

Примечание. Предложенная схема обвязки проверена ее создателем на собственном опыте. Все подробности ее монтажа и эксплуатации описаны автором на форуме

Заключение

Нельзя отрицать тот факт, что теплоаккумулятор улучшает условия эксплуатации обычного твердотопливного котла. Последний сжигает топливо с максимальным КПД, а после прогрева число походов в котельную сокращается до минимума. Другое дело, что данное удовольствие – не из дешевых, из-за чего львиная доля работающих в частных домах аккумуляторов – самодельные.

Читайте также:
Амариллис и гиппеаструм (17 фото): основные отличия, разница ухода в домашних условиях

Рейтинг лучших теплоаккумуляторов для отопления на 2021 год

Теплоаккумулятор, можно назвать довольно распространенным устройством, которое позволяет экономить затраты энергии, необходимой для отопления помещений, и горячее водоснабжение. Прибор подходит для использования как в жилых домах и квартирах, так и на предприятиях различного масштаба. Итак, в статье рассмотрим более подробно, зачем необходимо данное устройство, каким бывает и какие модели по мнению пользователей, можно назвать лучшими среди представленных на рынке.

Что представляет собой теплоаккумулятор и зачем нужен

Прибор представляет собой большой резервуар с водой, которая в данном случае выступает в качестве теплоносителя. Благодаря высокой теплоемкости воды при полном нагреве всего объема имеющегося в резервуаре, накапливается большой запас тепла, который в дальнейшем используют по необходимости. Нагревшаяся вода часто используется в отопительной системе для поддержания комфортной температуры в помещении.

Основной задачей аккумулятора тепла является накапливание тепловой энергии в случае, если имеется избыточная в системе отопления, и ее последующая передача в моменты, когда тепла не хватает, например, при выключении основного источника тепла. Из этого следует, что оптимальнее всего использовать теплоаккумуляторы имеющие тепловые источники с выраженным периодом работы. При сочетании теплоаккумуляторов и электрических отопительных котлов, пользователи значительно экономят расходы на электроэнергию, так как в большинстве населенных пунктов существует разница между ночными и дневными тарифами. Как правило, разница в цене на ночной меньше почти в два раза, таким образом если использовать котлы ночью, а днем потреблять тепло, которое накопит аккумулятор, то можно заметить значительную разницу в расходах. И если учитывать регулярный рост цен на электроэнергию, многие начинают рассматривать подобные конструкции, как идеальное решение для экономии средств. Также аккумулятор тепла, можно использовать, как соединительный элемент, между несколькими источниками тепла, при помощи переключения между нами, что позволяет минимизировать расходы н энергию. Конечно такими возможностями наделены не все приборы и поэтому перед покупкой следует заранее ознакомиться с функциональными возможностями.

Плюсы и минусы

Перед установкой прибора в помещении специалисты рекомендуют ознакомиться с достоинствами и недостатками теплоаккумуляторов.

  • значительно понижаются траты на электричество и топливо;
  • повышается производительность отопительных систем;
  • не происходит перегревание устройств;
  • уменьшается расход твердого топлива в котлах;
  • пользователи могут выбрать и установить нужный температурный режим;
  • за счет наличия перераспределяющей функции продлевается период службы котла;
  • присутствует возможность совмещения с несколькими отопительными системами;
  • повышается удобство и безопасность использования отопительных котлов.

Пользователи также отмечают, что за счет совместной работы котла и теплоаккумулятора топливо в печи прогорает не до конца, происходит экономия продукта и плюс ко всему отпадает потребность в регулярной чистке от продуктов сгорания ни самого котла ни дымохода.

  • довольно долго запускается в нормальный рабочий режим, из холодного состояния;
  • транспортировка прибора неудобна, так как он имеет большое количество комплектующих, также это отражается на его установке;
  • требует немалых денежных вложений, которые не быстро окупаются экономией на электроэнергии и топливе;
  • сохраняется необходимость в топливном складе вблизи котельной.

Довольно часто умельцы самостоятельно оборудуют котлы аккумуляторами тепла, что позволяет снизить расходы на их установку и обслуживание.

Виды агрегата

Производители выпускают приборы нескольких видов, а покупатели уже ориентируясь на функциональные возможности и сложность отопительной системы, выбирают подходящую модель. Итак, бывают приборы:

  • С контурами, подключающимися напрямую: считаются самыми простыми и используются в случаях, когда для контура и котла используют один носитель тепла или же давление в них одинаковое независимо от того, что сами источники разные, а также если на выходе трубы температура выше, чем в самом контуре. Бывают случаи, когда прямое подключение является единственным решением, даже если перечисленные условия отсутствуют. Такое возможно при проведении подключения с дополнительными теплообменниками, в данном случае помимо установки буферной емкости используются еще и трехходовые краны и смесительные узлы.
  • Со встроенным теплообменником, который представляет собой спираль, гофрированную или обычную, выполненную из нержавеющей стали и размещаемую внутри бака на нижней ее части. Используется такая конструкция в случаях, когда температура источника и давление в контуре значительно выше, чем на выходе у системы отопления, а также если используются несколько теплоисточников разного вида. Такие приборы отличаются тем, что сильнее вода нагревается снизу, то есть там, где расположена спираль, что позволяет быстрее нагревать воду и отапливать помещения.
  • Со встроенными обменниками тепла, имеющими поточное снабжение нагретой водой у таких моделей, они располагаются в верхней части емкости, а вода подается снизу. Место забора горячей воды является ограничителем, подобные схемы подходят для баков, в которых объем горячей воды стабилен и практически ни когда не меняется.
  • Со встроенным баком, такой тип теплоаккумулятора в работе напоминает обычный бойлер, нагрев происходит косвенным путем. Такие устройства устанавливают в случае, если котел нестабильно вырабатывает тепло и поступаемой и энергии не хватает для обогрева и отопления воды. Подходит и тогда, когда котел используются редко и непродолжительное время.
Читайте также:
Делаю флюгер своими руками

Все виды конструкции подходят для использования как в домашних, так и коммерческих условиях, но обязательно надо учитывать тип отопительной системы, какие объемы потребляет и способ ее работы.

Особенности установки

Перед установкой такой конструкции сначала утверждается проект, в котором учитываются все рекомендации производителя и особенности монтажных работ:

  • поверхность накопительного резервуара следует обязательно изолировать это оградит от потерь тепла;
  • на все трубопроводы, как отводящие так и подводящие, необходимо устанавливать термометры;
  • емкости объемом свыше 500 литров, как правило, не проходят в дверные проемы;
  • в нижней части емкости рекомендуют устанавливать дренажный канал, он потребуется при необходимости слить воду полностью;
  • в трубах, по которым будет поступать жидкость, следует устанавливать сетчатые фильтры, благодаря им внутрь не будет попадать крупный мусор;
  • в верней точке патрубка должен быть установлен клапан, он либо предусмотрен конструкцией, либо устанавливается дополнительно во время монтирования;
  • также необходимо вмонтировать манометр и предохранительный клапан, которые располагают рядом с аккумулятором.

Имея в своем пользовании твердотопливный котел, приобретение и установка теплоаккумулятора станет отличным решением, которое позволит не только сэкономить расходы на топливо и электроэнергию, но и продлить период эксплуатации отопительного оборудования.

Принцип и функциональность аккумуляторов тепла

Основной принцип работы устройства заключается в том, что пока котел работает, часть получаемого тепла направлена на нагрев теплоносителя в дополнительной емкости. За счет того, что бак аккумулятора хорошо изолирован, он отлично сохраняет полученное тепло длительное время. Вода в отопительной системе после отключения котла начинает остывать, а приборы, контролирующие данный момент, включают насос, и жидкость из дополнительной емкости начинает циркулировать. Процесс продолжается пока температура теплоносителя в дополнительной конструкции остается довольно высокой, период варьируется от двух часов до нескольких суток, все зависит от объема дополнительного бака.

Что касается функции теплового аккумулятора, то среди них выделяют:

  • накапливание тепла из основного источника и распределение его по необходимости по помещениям;
  • предотвращение возможного перегрева котла, за счет того, что забирает излишки получаемого тепла;
  • позволяет с легкостью совмещать различные приборы отопления в одну общую систему;
  • усовершенствует работу отопительного оборудования, понижает расход топливных материалов и повышает КПД;
  • доставляет горячую воду пригодную для бытовых нужд;
  • снижает потребность в постоянном контроле за оборудованием отопительных систем, а также исключает необходимость в постоянной загрузке топлива в котел.

Функциональные возможности приборов следует изучить перед приобретением и учитывать во время установки.

Как подобрать подходящий теплоаккумулятор

Выбирая, какой теплоаккумулятор приобрести, следует ознакомиться с его характеристиками, учесть размеры отопительной системы и требований предъявляемых к ней. При подборе устройства следует учитывать особенности отопительных приборов:

  • мощность которой наделен котел;
  • максимальный объем давления;
  • температура для прогрева;
  • наличие иных источников тепла;
  • размер площади, которая будет отапливаться;
  • степень теплоизоляции.

Выбирая теплоаккумулятор следует сакцентировать внимание на таких деталях:

  • на размерах прибора;
  • на объеме;
  • материал, из которого изготовлен агрегат;
  • защиту расположенную внутри;
  • есть ли съемный кожух;
  • эффективность;
  • простоту и удобство использовании;
  • период эксплуатации;
  • автоматизация работы;
  • наличие дополнительных функции, например, есть встроенный теплообменник, установлена ли защита от возможного перегревания, имеется ли датчик регулировки температур и другие.

При выборе и установке аккумуляторов тепла, у многих покупателей возникают трудности, и для того, чтобы их разрешить и обезопасить работу систем отопления, стоит прибегнуть к помощи специалистов.

Выбирая модель теплоаккумулятора не стоит экономить и останавливаться на незнакомых марках, дело в том, что дешевые устройства имеют соответствующее качество, которое скажется ни только на эффективности, но и качестве работы всего отопительного оборудования. Также следует учитывать рекомендации по выбору, так как при отсутствии теплообменника не позволит теплу долго задерживаться, а плохое покрытие приведет к быстрому износу. Все это приведет к тому, что агрегат не будет выполнять положенные функции и не сможет обеспечить безопасную работу основных частей обеспечивающих тепло.

Рейтинг лучших теплоаккумуляторов для отопления на 2021 год

Чтобы выбрать правильную модель агрегата, следует тщательно изучить все его характеристики и учесть особенности самой отопительной системы, а для установки воспользоваться услугами специалистов. В интернете представлен перечень приборов, которые по мнению пользователей можно назвать лучшими среди них устройства имеющие как высокую, так и более доступную стоимость.

Дорогие агрегаты

В раздел дорогих агрегатов попали те, чья стоимость превышает 100000 руб., как правило, они имеют все дополнительные функции обеспечивающие нужную работу систем отопления.

Данная модель относится к промышленным, вмещает в себя порядка 1500 литров воды и позволяет поддерживать температуру от +35 до +85 градусов. Подходит для работы совместно с газовыми и твердотопливными котлами. Тэна мощностью в 30 кВт позволяет использовать электрическую энергию в качестве запасного источника питания. Контейнер выполнен из нержавеющей стали и имеет теплоизоляцию в 25 мм, а также дополнительную защиту в виде нейлонового чехла, который предохраняет от появления коррозии. Небольшие габариты (диаметр 1 м, высота 2 м) позволяют с легкостью размещать прибор в нужном месте, а расположение патрубков позволяют с легкостью подключить модель. По желанию можно установить трубчатый теплообменник, тем самым увеличить мощность ТЭНа до 150 кВт.

  • имеет точные настройки термостата;
  • плавно регулируется;
  • есть автоматический выключатель ТЭН;
  • прогревается меньше чем за 3 часа;
  • есть предохранительный клапан;
  • давление в 0,6 атмосфер.
  • цена;
  • не подойдет для использования технической воды.
Читайте также:
Газовые горелки для котлов отопления - своими руками, атмосферные и другие

Довольно компактная модель Oso Accu АS, имеет объем в 100 литров и подходит для работы с солнечными коллекторами или небольшими тепловыми насосами. Внутренняя часть емкости выполнена из нержавеющей стали, а сама конструкция выдерживает давление в 9 атмосфер. Набольшие размеры 45 на 45 см, позволяют устанавливать прибор в любом месте помещения и с легкостью произвести простую стыковку с обвязкой. Модель продается без теплоизоляции и позволяет самостоятельно выбрать и установить подходящий уровень защиты предотвращающий тепловые потери. Максимальную безопасность в случае выхода источника из строя, обеспечивает полная нагрузка на наконечник.

  • устройство выполнено в современном дизайне;
  • имеет высокую устойчивость к коррозии;
  • подводка расположена с боку;
  • эффективность;
  • ТЭН встроен;
  • предусмотрены двойные соединения.
  • высокая цена;
  • нет теплообменников.

Тепловой аккумулятор S-Tank Hfwt DUO-1000 подойдет для использования как в жилом помещении, так и в небольшом промышленном. Объем бака достигает 1000 литров и оснащен двумя спиралевидными теплообменниками из нержавейки. Модель комплектуется с солнечными коллекторами, котлами работающими на природном газе или твердом топливе, а также с тепловыми насосами. Змеевик расположенный в нижней части бака подключается к источнику обогрева, вода, проходящая по змеевику сверху, прогревается до температуры на 2 градуса ниже, чем жидкость, накопленная в самом баке. В пользовании владельцев регулярно находится порядка 1000 литров горячей воды. В комплекте с агрегатом идет теплоизоляционный кожух, выполненный из гибкого пенополиуретана и полиэфира. Рабочее давление в теплообменнике может достигать 6 атмосфер.

  • самая высокая температура нагрева достигает 95 градусов;
  • повышенная устойчивость к воздействию коррозии;
  • в данной модели в качестве теплоносителя можно использовать водногликовые растворы;
  • гарантийный срок от производителя равен 5 годам;
  • устойчивая конструкция.
  • цена.

Отличный агрегат, имеющий два теплообменника, один из которых предназначен для нагрева 20 литров технической жидкости, а второй — для состыковки с солнечным коллектором. Drazice Nado 300/20 v6 объемом в 300 литров внутри покрыт эмалью, максимальная температура нагрева достигает 110 градусов. В комплекте идут два патрубка для ввинчиваемых нагревателей жидкости, работающих от электросети. Необходимый уровень тепла поддерживается за счет установленной теплоизоляции в виде слоя полиуретана и съемного кожуха. Сосуд окрашен специальной устойчивой к жару краской, благодаря которой, обеспечивается высокий уровень защиты от ржавчины.

Расчет водяного теплового аккумулятора систем отопления

Запись дневника создана пользователем Андрей-АА, 14.11.14
Просмотров: 106.725, Комментариев: 31

Исходная “формула” для расчета накопленной энергии:
Для нагрева 1 тонны воды на 1*С необходимо 1,16кВт*часа энергии. Значит для нагрева на 40*С – 46,4кВтчаса.
Надо учитывать, что дельта в 40*С это наиболее близкая к максимально- реальной дельте температур в тепловом аккумуляторе. Лучше конечно больше, но заметно больше получается редко, а меньше – не выгодно. Хотя, стремиться повысить эту дельту – надо.

Сначала – про единицы измерения теплопотерь.
Это – Ватты и киловатты.
Теплопотери это – потери энергии в единицу времени.
Т.е., кВт*часы в час (кВт* час / час ). Часы сокращаются, остаются киловатты.
Для этого расчета надо знать теплопотери дома в формате “кВт при дельте температур улица-дом”. К примеру, по последнему СНиПу теплопотери должны быть не больше, чем 50 Вт/кв.метр отапливаемой площади дома при максимально холодной неделе (для Москвы – минус 28*С)). Т.е., если дом – 100кв.м., то по этому СНиПу его теплопотери при -28*С будут 5кВт. Это – без учета потерь на ГВС и вентиляцию!
Если Вы хотите отапливать такой дом, то при -28*С на улице Вам надо иметь в сутки 120кВтчасов энергии (5кВт*24часа).
Предположим, что накопление энергии в тепловом аккумуляторе будет идти 7 часов (это – обычно длительность ночного электротарифа). Тогда суммарная мощность нагревателей должна быть 17кВт (120кВтчасов/7часов). А накоплено в тепловом аккумуляторе за ночь будет 85кВтчасов (120кВтчасов минус 5кВт*7часов, которые потрачены на отопление ночью).
Т.е., Вам надо к утру иметь в тепловом аккумуляторе 85кВтчасов при дельте температур в тепловом аккумуляторе (нагрето-остыло) 40*С.
Примечание:
Вообще-то, дом должен быть теплым не в среднем за неделю, а в любую микросекунду, поэтому лично я взял бы для расчетов (при суточном цикле нагрева-остывания теплового аккумулятора) не “самую холодную неделю”, а самую холодную ночь. В этом случае взятые выше -28*С окажутся завышенными. Я бы взял, например, -35*С (для Московии).

В тонне воды (см. “формулу” выше) при дельте 40*С содержится 46кВтчасов тепла. Это значит, что для накопления 85кВтчасов надо 1,8 тонны воды (85/46).
Все необходимые для Вас перерасчеты под свои условия здесь должны быть линейны, т.е. пропорциональны изменениям площади дома, дельтам температур и теплопотерям.
Для снижения объема теплового аккумулятора можно еще постараться максимизировать дельту температур в нём, сделав её выше 40*С. При отапливаемых полах это вполне реально.

4. Что делать если немного не хватает мощности сети?
1. Дополнительно утеплить дом.
2. В самые морозы закрыть и не отапливать некоторые комнаты.
3. Увеличить подводимую мощность сети (через поставщика э/энергии) и внутреннюю, при необходимости.
4. Включать нагрев теплового аккумулятора не только в ночное время, но (в самые морозы) и днем. А т. к. самые морозы бывают не часто, то и финансовые потери на дневной тариф будут небольшими.
5. Добавить в систему твердотопливный котел – как резервное отопление и как добавка в морозы. Считаю, что при электро-отоплении резервное отопление очень желательно в любом случае. Я для себя в этом вопросе разобрался: Стратегия твердотопливного круглогодичного отопления.
Ну, или заключить с энергетиками жестокий для них договор, чтобы почти никогда (надолго) не отключали э/э. Впрочем, тому кто это сможет сделать надо будет вручить орден “За заслуги перед Отечеством” (и это – не шутка, хоть и забавно звучит).
6. При работе на пределе электро-мощностей можно использовать реле приоритета (реле разгрузки), которые, при необходимости, на короткое время будут отключать мощные нагреватели (а лучше – только часть из них) для возможности использования других потребителей без превышения предельной мощности сети. Если эти “другие потребители” находятся внутри дома, то вся электроэнергия потраченная на них всё равно перейдет в тепло.

Читайте также:
Все о ручках для раздвижных дверей

Расчет и подключение теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Равномерность работы системы отопления и минимальное время за ее присмотром – мечта каждого владельца собственного дома. Не на последнем месте стоит экономичность. Теплоаккумулятор для отопления (ТА) объединяет и выполняет вышеуказанные функции. Данное специальное устройство самостоятельно в нужный момент уменьшает или увеличивает температуру теплоносителя. В результате достигается тепловой комфорт в отапливаемых помещениях. Вмешательство человека в этом процессе исключается. О том, как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу будет рассказано далее.

Теплоаккумулятор для домашней системы отопления

Назначение теплоаккумулятора

Установленный в системе отопления он в автоматическом режиме:

  • накапливает излишнее тепло;
  • отдает накопленное тепло теплоносителю в нужный момент;
  • предотвращает закипание воды в котле при отсутствии электроэнергии;
  • обеспечивает работу котла без вмешательства человека.

Буферная емкость предназначена для работы в автоматическом режиме

В теплоаккумуляторе накопителем излишков тепла является буферная емкость для воды. (На фото красная). Представляет собой ёмкость для воды со змеевиком, укрытую теплоизоляцией. Пока горят дрова, она накапливает избытки тепла. Как только котел перестает выдавать нужную температуру, излишнее тепло из этой емкости отдается в систему отопления. Вода в радиаторах не остывает. Система отопления в домах не устанавливается без электрических насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя. Не трудно представить, что происходит в момент перебоев с электроэнергией. Дрова горят, тепло выделяется, а вода неподвижно стоит в трубах. Начинается ее закипание в котле.

Если этот момент упустить, то возможен взрыв со всеми вытекающими последствиями. Теплоаккумулятор для отопления препятствует этому. Пока горит топливо, его приходится периодически добавлять. Если не сделать это вовремя, котел потухнет. Чем это опасно в сильные морозы, знает каждый. Имея ТА процесс между закладками дров увеличивается в разы. При этом не создается опасность размораживания системы из-за затухания котла.

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:

  • давление в системе отопления;
  • объем буферной емкости;
  • наружные размеры и вес;
  • оснащение дополнительными теплообменниками;
  • возможность установки дополнительных устройств.

Напор воды (давление) в системе отопления – основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении. Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды.

Объем буферной емкости . От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес . Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Оснащение дополнительными теплообменниками . При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Возможность установки дополнительных устройств . Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно. Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления.

Важно. Выбирая теплоаккумулятор для отопления заостряйте внимание на его теплоизоляцию. От нее зависит сохранение полученного тепла.

Расчет объема буферной емкости котла

Самым оптимальным решением этой задачи станет поручение ее выполнения инженерам-теплотехникам. Расчет объема теплоаккумулятора для всей системы отопления частного дома требует учитывать различные факторы, известные только им. Несмотря на это, предварительные подсчеты можно сделать самостоятельно. Для этого кроме общих знаний физики и математики понадобятся калькулятор и чистый лист бумаги.

Читайте также:
Декор рабочего стола: 50 фото идей для организации и оформления

Находим следующие данные:

  • мощность котла, кВт;
  • время активного горения топлива;
  • тепловая мощность обогрева дома, кВт;
  • КПД котла;
  • температуры в трубе подачи и «обратке».

Рассмотрим пример предварительного расчета. Обогреваемая площадь – 200 м 2 , время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве – 90° С, в обратном контуре – 40° С. Расчетная тепловая мощность обогреваемых помещений – 10 кВт. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Делаем расчет буферной емкости твердотопливного котла по теплоемкости воды:

где:
m – масса воды в емкости (кг);
Q – количество тепла (Вт);
∆t – разность температуры воды в трубе подачи и «обратке» (°С);
1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Расчет буферной емкости твердотопливного котла

Подставив цифры в формулу получим 1375 кг воды или 1,4 м 3 (80000/1,163×50). Таким образом для системы отопления дома площадью 200 м 2 надо установить ТА емкостью 1,4 м 3 . Зная эту цифру можно смело идти в магазин и смотреть, какой теплоаккумулятор приемлем.

Габариты, цена, комплектация, производитель уже легко определяемы. Сопоставляя известные факторы не трудно сделать предварительный выбор теплового аккумулятора для дома. Такой расчет актуален в случае, когда дом построен, система отопления уже смонтирована. Результат расчета покажет, нужно ли разбирать дверные проемы из-за габаритов ТА. Оценив возможность его установки на постоянное место, делается окончательный расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла, установленного в системе.

Собрав данные по системе отопления выполняем вычисления по формуле:

где:
W – количество необходимого тепла для нагрева теплоносителя;
m – масса воды;
c – теплоемкость;
∆t – температура подогрева воды;

Кроме этого понадобится значение k – КПД котла.

Из формулы (1) находим массу:
m = W/(c×∆t) ( 2 )

Поскольку КПД котла известен, уточняем формулу (1) и получаем
W = m×c×∆t×k ( 3 )
откуда находим уточненную массу воды
m = W/(c×∆t×k) ( 4 )

Рассмотрим, как рассчитать теплоаккумулятор для дома. В системе отопления установлен котел мощностью 20 кВт (указана в паспортных данных). Топливная закладка прогорает за 2,5 часа. Для отопления дома нужно 8,5 кВт/1 час энергии. Значит, за время прогорания одной закладки будет получено 20×2,5 = 50 кВт

На отопление помещений будет израсходовано
8,5×2,5 = 21,5 кВт

Лишнее произведенное тепло
50 – 21,5 = 28,5 кВт
сохраняется в ТА.

Температура, на которую нагревается теплоноситель составляет 35° С. (Разность температур в трубе подачи и «обратки». Определяется замером во время работы системы отопления). Подставляя искомые значения в формулу (4) получаем
28500/(0,8×1,163×35) = 874,5 кг

Эта цифра означает, что для сохранения тепла, выработанного котлом необходимо иметь 875 кг теплоносителя. Для этого понадобится буферная емкость для всей системы объемом 0,875 м 3 . Такие облегченные расчеты позволяют легко выбрать теплоаккумулятор для котлов отопления.

Совет. Для более точного расчета объема буферной емкости лучше обратиться к специалистам.

Способы подключения

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется различными способами.

Но в любом случае существует ряд правил, соблюдение которых обязательно:

  • все соединения в системе должны быть резьбовыми или фланцевыми;
  • рекомендуется установка запорной арматуры на магистрали ТА;
  • оснащение КИП входов и выходов ТА;
  • установка фильтров очистки на входах;
  • установка манометра и предохранительного клапана на ТА;
  • предусмотреть установку клапана воздухоотводчика.

План подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Соблюдение этих требований обеспечивает работоспособность и безопасность всей системы отопления. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором осуществляется по различным схемам. На фото показана одна из них. По своей сути она является упрощенной базовой моделью системы отопления. Поняв принцип ее действия можно приступать к самостоятельному монтажу.

Как выполняется обвязка смотрите на видео:

Смесительный узел котлового контура предотвращает попадание холодной воды в котел. В то же время аналогичный узел контура отопления при необходимости подает часть горячего теплоносителя в систему для поддержания в ней заданной температуры.

Балансировочный вентиль позволяет обеспечить одинаковый нагрев всех приборов отопления, на каком бы удалении от котла они не находились. При наличии дополнительных змеевиков и солнечного коллектора на крыше ТА на определенное время превращается в термоаккумулятор. Это позволяет снизить расход топлива для котла. Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу практически не изменяется.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

К сведению. Теплоаккумулятор для котлов отопления можно не только подключить, но и изготовить своими руками, что многими уже опробовано.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла позволяет сжигать топливо с максимальным КПД, и увеличивает время между заброской дров. Наряду с ощутимой экономией топлива и комфортной температурой отапливаемых помещений это устройство становится востребованным в каждой системе отопления. Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу своими силами больших трудностей не создает.

Видео по теме:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Foundation-Stroy.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: