- Jak systém funguje u tuhých paliv se zásobníkem
- Nuance používání akumulátorů tepla a tipy pro použití
- Schémata zapojení akumulátoru tepla
- Schémata připojení vyrovnávací nádrže ke kotli na tuhá paliva a topnému systému
- Pravidla pro bezpečný provoz
- Výpočet objemu akumulační nádrže
- Výroba kotle na tuhá paliva vlastníma rukama
- K čemu slouží vyrovnávací válec a jak se vypočítává?
- Vysvětlení výpočtů
- Akumulátor tepla: co to je
- Princip činnosti topného systému s akumulátorem tepla
- Hlavní funkce akumulátoru tepla
- Použití akumulátoru tepla: kdy je technologie potřebná
- Použití tepelného akumulátoru v systémech vytápění TČ
- Modernizace tepelného akumulátoru
- Jednoduchý akumulátor tepla
- Výpočet vyrovnávací nádrže
Jak funguje systém na tuhá paliva se zásobníkem
Největší úspory zdrojů se dosáhne při zapojení akumulačního zásobníku tepla pro kotle na tuhá paliva.
Princip takového systému lze rozdělit do dvou fází:
- teplo ze spalování paliva proudí přes výměník tepla do topných těles, která následně odevzdávají teplo do okolí;
- Po ochlazení voda z radiátorů stéká dolů a znovu vstupuje do výměníku tepla kotle, kde se znovu ohřívá.
A pak se vše opakuje v kruhu. Toto uspořádání má dvě významné nevýhody, které ovlivňují tepelné ztráty:
- voda jako topné médium je vedena přímo z kotle do radiátorů a rychle se ochlazuje;
- Nedostatečný objem topné vody v otopné soustavě brání udržení její konstantní teploty, proto je nutné ji pravidelně ohřívat v kotlovém okruhu.
To je nesmírně nehospodárné. Zejména v případě pevných paliv. V podstatě se děje následující. Do kotle se vloží palivo, které zpočátku hoří poměrně intenzivně. Místnost se proto velmi rychle zahřívá. Když však palivo přestane hořet, teplota vody v radiátorech okamžitě klesne a v domě se okamžitě ochladí. Pro udržení příjemné teploty v místnosti je nutné do kotle přikládat stále více paliva.
Nuance akumulátorů tepla a tipy pro použití
- Pokud plánujete být delší dobu mimo domov, nastavte termostat trojcestného ventilu na minimální teplotu. V tomto "úsporném" režimu může topný okruh běžet několik dní;
- Řídicí jednotka závislá na počasí zabudovaná do systému s TA upravuje teplotu chladiče v závislosti na změně povětrnostních podmínek;
- Pokud vytvoříte reléový termostat s ponorným pouzdrem v horní části vyrovnávací nádrže a nastavíte například teplotu 35 °C a termostat ventilu 60 °C, pak když termostat ukáže 25 °C (60-35=25 °C), oběhové čerpadlo se automaticky vypne;
- Pokud výpočet ukáže velký objem TA, který se nevejde do rozměrů místnosti, lze jej nahradit dvěma menšími nádržemi a propojit je trubkami v horní a dolní části;
- Aby se zabránilo elektrochemické korozi TA, musí být k TA připojeno uzemnění;
- Pokud je součástí okruhu elektrický kotel, je lepší použít noční tarif pro ohřev objemu vody v zásobníku, pokud je to stanoveno v provozních podmínkách.
Schéma zapojení akumulátoru tepla
Troufáme si tvrdit, že pokud vás tento článek zaujal, pravděpodobně jste se rozhodli vytvořit akumulátor tepla pro vytápění a jeho svazování vlastníma rukama. Můžete vymyslet mnoho schémat připojení, hlavní je, aby vše fungovalo. Pokud dobře rozumíte procesům v obvodu, můžete experimentovat. Způsob připojení TA ke kotli ovlivní provoz celého systému. Začněme nejjednodušším topným okruhem s tepelným akumulátorem.
Jednoduché schéma připojení TA
Tento obrázek ukazuje směr proudění topné vody.
Všimněte si, že proudění směrem nahoru není povoleno. Aby k tomu nedocházelo, musí čerpadlo mezi TČ a kotlem čerpat více teplonosného média než čerpadlo před nádrží. Teprve pak se vytvoří dostatečná vtahovací síla, která odvede část tepla z přívodu.
Nevýhodou tohoto typu připojení je dlouhá doba zahřívání obvodu. Pro zkrácení této doby je nutné vybudovat topný kruh pro kotel. Můžete si to prohlédnout na obrázku níže.
Teprve pak se vytvoří dostatečná vtahovací síla, která odvede část tepla z přívodu. Nevýhodou tohoto typu připojení je dlouhá doba zahřívání obvodu. Pro zkrácení této doby je nutné vytvořit topný kruh pro kotel. Můžete si to prohlédnout na následujícím obrázku.
Schéma propojení TA s topnou smyčkou kotle
Podstata topné smyčky spočívá v tom, že termostat nedoplňuje vodu z TA, dokud se kotel neohřeje na předem stanovenou úroveň. Po zahřátí kotle jde část přívodu do TČ a část se smísí s topným médiem ze zásobníku a vstupuje do kotle. Ohřívač tak vždy běží s již ohřátou kapalinou, což zvyšuje jeho účinnost a dobu potřebnou k ohřátí okruhu. To znamená, že se radiátory rychleji zahřívají.
Tento způsob instalace tepelného akumulátoru do topného systému umožňuje používat okruh v autonomním režimu, když čerpadlo není v provozu.
Vezměte prosím na vědomí, že schéma zobrazuje pouze připojovací uzly TA ke kotli. Chladicí kapalina cirkuluje do chladičů jiným okruhem, který rovněž prochází přes TA. Přítomnost dvou bypassů umožňuje dvojí bezpečnost:
Přítomnost dvou bypassů umožňuje dvojí zajištění:
- zpětný ventil se aktivuje, když je čerpadlo zastaveno a kulový ventil na spodním obtoku je uzavřen;
- pokud je čerpadlo zastaveno a zpětný ventil selže, cirkulace probíhá přes spodní obtok.
V zásadě lze tento návrh zjednodušit. Vzhledem k tomu, že zpětný ventil má vysoký průtokový odpor, lze jej ze schématu vyloučit.
Schéma zapojení TA bez zpětného ventilu pro gravitační systém
V takovém případě je třeba kulový ventil po zhasnutí světla otevřít ručně. Je třeba poznamenat, že u tohoto typu instalace musí být TA nad úrovní radiátorů. Pokud nepředpokládáte gravitační provoz systému, můžete instalovat potrubní systém s tepelným akumulátorem podle níže uvedeného schématu.
Schéma oběhové smyčky pro tlakový okruh
Systém TA vytváří správný průtok vody, který umožňuje, aby se voda ohřívala kuličku po kuličce, počínaje horní částí. Může vyvstat otázka, co dělat, když není světlo? Touto problematikou jsme se zabývali v článku o alternativních zdrojích energie pro topný systém. To by bylo ekonomičtější a pohodlnější. Gravitační okruhy jsou přece tvořeny trubkami s velkým průřezem a navíc je třeba dodržovat sklony, které nejsou vždy vhodné. Pokud si spočítáte cenu potrubí a armatur, zvážíte nepříjemnosti spojené s instalací a porovnáte vše s cenou UPS, myšlenka instalace alternativního zdroje napájení se stane velmi atraktivní.
Schémata připojení vyrovnávací nádrže pro kotel na tuhá paliva a topný systém
Téma Sjawa vzbudilo na portálu živý zájem. Uživatelé začali diskutovat o schématu připojení TA ke kotli.
ZelGenUživatel
Podíval jsem se na schéma topného systému. Vyvstala otázka, proč je přívod do TA těsně nad středem nádrže? Pokud je přívod umístěn v horní části vyrovnávací nádrže, je horký nosič z kotle CT přiváděn přímo do výstupu, aniž by se mísil s chladnějším nosičem v TA. Nádrž se postupně plní horkým médiem shora dolů. A tak dokud se nezahřeje horní polovina TA, což je asi 500 l, horké médium v TA se mísí a ochlazuje.
Podle Sjawy je přívod do akumulátoru tepla navržen pro lepší EC (přirozená cirkulace v případě výpadku proudu) a pro omezení zbytečného míchání topného média, když CO neodebírá teplo nebo odebírá málo tepla. Protože schéma topného systému s TA na začátku je běžné, uživatel si nakreslil podrobnější varianty provozu zásobníku.
Schéma 1.
Výhody - pokud je světlo vypnuté, funguje přirozená cirkulace. Nevýhoda - setrvačnost systému.
Schéma 2.
Analogie prvního schématu, ale pokud jsou všechny termostatické hlavice v otopné soustavě uzavřeny, je horní část akumulátoru tepla nejteplejší a nedochází k intenzivnímu promíchávání. Po otevření termostatických ventilů proudí chladicí kapalina okamžitě do CO. Tím se snižuje setrvačnost. K dispozici je také EK.
Schéma 3.
Paralelně se systémem stojí akumulátor tepla. Výhody - rychlý přísun tekutin, ale přirozená cirkulace v systému je sporná. Možnost varu topného média.
Schéma 4.
Vývoj třetího schématu s uzavřenou termostatickou hlavicí. Nevýhoda - dochází k úplnému promíchání všech vrstev vody v akumulátoru tepla, což je při přirozené cirkulaci špatné, pokud není k dispozici elektřina.
SjawaUživatel
Jak vidíte, při otevírání a zavírání kohoutků můžete implementovat různé možnosti zapínání a vypínání, ale já mám nastavenou možnost 1 a 2. Dno zásobníku tepla je 700 mm nad dnem kotle. Trubky vedoucí do TA mají 1 1/2' a do CO 1'. Varianta s horním vývodem je vhodná pro TA s vnitřními spirálami pro nepřímý ohřev topného média.
Nakonec uživatel mírně upravil obvod instalací bypassů mezi přívodem do akumulátoru z kotle na tuhá paliva a přívodem do topného systému a zpátečkou.
To umožnilo změnit schéma zapojení akumulátorů tepla z paralelního na sériové. Pokud například skončila topná sezóna a akumulátor je studený, ale náhle se ochladí, kotel může rychle ohřát dům, aniž by ohříval akumulátor.
Pravidla pro bezpečný provoz
Akumulátory tepla, vyrobené doma vlastníma rukama, mají zvláštní bezpečnostní požadavky:
- Horké prvky nádrže nesmí přijít do styku ani jinak do kontaktu s hořlavými a výbušnými materiály a látkami. Ignorování tohoto bodu může vyvolat požár v jednotlivých objektech a požár v kotelně.
- Uzavřený topný systém znamená konstantní vysoký tlak topného média, které v něm cirkuluje. Pro zajištění tohoto bodu musí být konstrukce nádrže zcela vzduchotěsná. Kromě toho může být plášť vyztužen výztužnými žebry a víko nádrže může být opatřeno silnými pryžovými těsněními, která jsou odolná vůči náročnému používání a vysokým teplotám.
- Pokud je instalováno další topné těleso, musí být jeho kontakty velmi pečlivě izolovány a nádrž musí být uzemněna. Tímto způsobem je možné zabránit elektrickým šokům a zkratům, které by mohly systém poškodit.
Pokud budete dodržovat tato pravidla, bude provoz vlastnoručně vyrobeného akumulátoru tepla zcela bezpečný a nezpůsobí majitelům žádné problémy a potíže.
Výpočet objemu skladovací nádrže
Toto řešení spočívá v tom, že akumulátor tepla, vyrobený vlastníma rukama, je obyčejná izolovaná nádrž se dvěma vsuvkami pro připojení k topnému systému. Jde o to, že kotel během provozu, kdy ho radiátory nepotřebují, posílá část topného média do zásobníku. Po vypnutí zdroje tepla probíhá opačný proces: provoz topného systému je podporován vodou ze zásobníku. To vyžaduje správné zapojení zásobníku do generátoru tepla.
Nejprve je třeba určit objem zásobníku tepelné energie a posoudit možnost jeho umístění v kotelně. Kromě toho není nutné začínat s výstavbou zásobníků pro kotle na tuhá paliva od nuly, existují různé možnosti výběru hotových nádob s vhodnou kapacitou.
Objem nádrže doporučujeme odhadnout nejjednodušší metodou založenou na fyzikálních zákonech. K tomu potřebujete následující vstupní údaje:
- Tepelný výkon potřebný k vytápění domu;
- Doba, po kterou bude zdroj tepla vypnut a jeho místo pro vytápění zaujme akumulační nádrž.
Na příkladu vám ukážeme, jak to vypočítat. K dispozici je budova o rozloze 100 m2, kde je generátor tepla 5 hodin denně v nečinnosti. Požadovaný topný výkon vypočítáme na 10 kW. To znamená, že každou hodinu musí akumulátor dodat do systému 10 kW energie a za celou dobu musí akumulovat 50 kW. Voda v zásobníku je ohřátá minimálně na 90 ºC a předpokládá se, že teplota průtoku v topných systémech v soukromých domech ve standardním režimu je 60 ºC. To znamená, že rozdíl teplot je 30 ºC, což dosadíme do známého vzorce z hodin fyziky:
Protože chceme znát množství vody, které musí akumulátor tepla obsahovat, má vzorec následující podobu:
- Q je celková spotřeba tepelné energie, v příkladu je to 50 kW;
- c je měrná tepelná kapacita vody 4,187 kJ/kg ºC nebo 0,0012 kW/kg ºC;
- Δt- rozdíl teplot mezi vodou v nádrži a přívodním potrubím, v našem příkladu je to 30 ºC.
m = 50 / 0,0012 x 30 = 1388 kg, což představuje přibližný objem 1,4 m3. Takže tepelný zářič pro kotel na tuhá paliva o objemu 1,4 m3 naplněný vodou ohřátou na 90 ºC bude zásobovat dům o ploše 100 m2 topnou vodou o teplotě 60 ºC po dobu 5 hodin. Pak teplota vody klesne pod 60 ºC, ale k úplnému "vybití" akumulátoru a ochlazení prostor bude zapotřebí ještě nějaký čas (3-5 hodin).
Důležité! Aby akumulátor tepla, vyrobený vlastníma rukama, měl čas na úplné "nabití" během provozu kotle, musí mít tento alespoň jeden a půl výkonové rezervy. Koneckonců je nutné, aby ohřívač vytápěl dům a zároveň plnil akumulační nádrž horkou vodou.
Výroba kotle na tuhá paliva vlastníma rukama
Teoreticky je možné si kotel na tuhá paliva pro rodinný dům vyrobit sám. K tomu vezměte velkou trubku o průměru 300 mm a odřízněte z ní metrový kus. Dno musí být vyříznuto z ocelového plechu o průměru trubky a prvky musí být svařeny dohromady. Podpěry kotle mohou být z kanálových tyčí o průměru 10 mm.
Při výrobě kotle na tuhá paliva pro rodinný dům je třeba vyrobit kruhový rozdělovač vzduchu z ocelového plechu. Jeho průměr musí být o 20 mm menší než průměr trubky. Vrtule z úhlu musí být přivařena ke spodní části kruhu. Velikost jeho příruby musí být 50 mm. Stejné rozměry bude mít i kanál. Ve střední horní části rozdělovače musí být přivařena trubka o průměru 60 mm, která musí být umístěna nad kotlem. Ve středu rozdělovacího kotouče je vytvořen otvor, který prochází potrubím a vytváří průchozí tunel. To je nezbytné pro přívod vzduchu.
Na vrcholu komína je připevněna klapka, která reguluje přívod vzduchu. Pokud vás zajímá, jak vyrobit kotel na tuhá paliva, musíte se seznámit s technologií. V další fázi je třeba provést spodní část zařízení, kde budou umístěna dvířka do popelníku. Otvory jsou vyříznuty shora. V tomto místě je přivařena trubka o průměru 100 mm. Na začátku se bude pohybovat v určitém úhlu do strany. Poté nahoru o 40 cm a následně přísně vertikálně. Průchod komína stropem musí být chráněn podle pravidel požární bezpečnosti.
Po dokončení kotle následuje práce na horním krytu. V jeho střední části musí být otvor pro rozvodnou trubku. Spojení se stěnou musí být těsné. Vnikání vzduchu je zde vyloučeno.
Jakmile si vyrobíte spalovací kotel na tuhá paliva, budete jej muset poprvé zapálit. Za tímto účelem sejměte víko, zvedněte regulátor a naplňte zařízení až po okraj. Palivo se přelije hořlavou kapalinou. Hořící podpalovač je vhozen dovnitř skrz trubku regulátoru. Jakmile se palivo vznítí, je třeba snížit proudění vzduchu na minimum, aby dřevo začalo doutnat. Jakmile se plyn zapálí, kotel se spustí.
K čemu slouží tepelný akumulátor a jak se vypočítává?
Akumulátor není nutností pro všechny topné systémy. Majitelé domů s elektrickými kotli nebo kotli na dřevo však mají na co myslet.
Začněme tím, že se podíváme na fungování kotle na dřevo. Hned na první pohled je patrné, že produkce tepla je cyklická, střídají se různé fáze. Od nulového tepelného příkonu při pravidelném povinném čištění komor a přikládání dřeva do topeniště až po maximální tepelný výkon při plném výkonu. A tak dále, podle zavedeného provozního režimu systému.
Ukazuje se, že když dřevo aktivně hoří, je pravděpodobné, že se produkuje nadbytek tepla, a když kamna dohořívají, je ho zjevně málo. Akumulátor tepla v této situaci pomáhá "vyrovnávat tyto sinusové oscilace" - přebytečné teplo se akumuluje během období aktivity a podle potřeby se dávkuje do topného okruhu.
Jedna z nejjednodušších variant zapojení kotle na tuhá paliva s tepelným akumulátorem
Elektrické kotle patří k nejpohodlnějším a nejbezpečnějším v provozu, velmi snadno a poslušně se ovládají. Vysoké náklady na elektrickou energii však "kazí celý obrázek". Za účelem snížení nákladů by mohlo mít smysl odložit provoz elektrokotle na dobu trvání výkupní ceny, tj. přes noc. To znamená, že v tomto období by měl být akumulátor tepla "napumpován teplem" a během dne by pak měla být vytvořená rezerva postupně spotřebována.
Mimochodem, dostupnost akumulátoru tepla je velkou výhodou pro ty, kteří hodlají používat alternativní zdroje. V případě potřeby k němu lze připojit například i střešní solární kolektor. solární kolektor umístěný na střešekteré mohou za zamračeného dne dodávat velmi velké množství tepla.
Princip solárního akumulátoru není složitý - jedná se o velkou nádrž naplněnou vodou. Díky vysoké tepelné kapacitě vody je schopna akumulovat teplo, které je pak racionálně využito dobře nastaveným topným systémem.
Jak velký je však takový nárazníkový válec potřeba? To je důležité vědět už jen proto, aby bylo v kotelně místo pro instalaci tak velkého zařízení.
Pro tento výpočet existuje vzorec, na jehož základě byla vytvořena online kalkulačka, která je čtenářům k dispozici.
Vysvětlení výpočtu
Aby mohl uživatel provést výpočet, musí do polí kalkulačky zadat několik vstupních hodnot.
Vypočtené množství tepla potřebné k úplnému vytápění domu. V ideálním případě by tyto informace měli mít majitelé, kteří v domě žijí déle než rok. Pokud tak neučinili, budou si to muset spočítat a my vám s tím můžeme pomoci.
- Dalším parametrem je jmenovitý výkon stávajícího kotle. Rozdíl mezi touto a předchozí hodnotou je citelný, protože se často zaměňují.
- Doba činnosti kotle.
- U kotle na tuhá paliva je to doba vyhoření dřeva, kterou majitelé znají ze zkušeností s údržbou, tj. doba, kdy kotel skutečně dodává teplo do společné "kasičky".
- U elektrického je to doba, po kterou je kotel naprogramován na provoz v období zvýhodněného nočního tarifu.
- Účinnost kotle - je třeba se podívat do technického popisu modelu. Někdy se píše zkráceně, někdy se označuje řeckým písmenem η.
- Poslední dvě pole kalkulačky představují teplotní provoz topného systému. Tedy teplota v přívodním potrubí na výstupu z kotle a ve zpětném potrubí na vstupu do kotle.
Nyní stačí stisknout tlačítko "CALCULATE...". - a výsledek se zobrazí v litry a metry krychlové. Tato minimální hodnota je základem pro výběr vhodného modelu akumulátoru. Takové zařízení zaručuje nejhospodárnější provoz topného systému.
Tepelný akumulátor: co to je?
Konstrukčně je akumulátor tepla na tuhá paliva speciální nádoba s teplonosnou kapalinou, která se rychle zahřívá při spalování paliva v topeništi kotle. Jakmile topná jednotka přestane pracovat, akumulátor odevzdá své teplo, a tím udržuje v budově optimální teplotu.
V kombinaci s moderním kotlem na tuhá paliva může akumulační kamna dosáhnout až 30% úspory paliva a zvýšit účinnost systému. Kromě toho lze počet zatížení topné jednotky snížit na 1krát a samotná technologie pracuje na plný výkon a spaluje veškeré naložené palivo v maximální možné míře.
Zjistěte více o výhodách plastových topných trubek.
Konstrukce a funkce nádrží
Všechny akumulátory tepla (což je vidět na mnoha fotografiích nebo videích na našich webových stránkách) jsou vyrobeny ve formě vyrovnávacích nádrží, které jsou izolovány speciálními materiály. Objem těchto nádrží může být až 350-3500 litrů. Zařízení lze použít v otevřených i uzavřených topných systémech.
Princip činnosti topného systému s akumulátorem tepla
Hlavním rozdílem mezi systémem s kotlem na tuhá paliva a akumulátorem tepla a běžným systémem je zpravidla cyklický provoz.
Rozlišují se zejména dva cykly:
- Vyrobí dvě dávky paliva a spálí ho na maximální výkon. V tomto případě není veškeré přebytečné teplo posíláno "do potrubí" jako v tradičním topném systému, ale akumuluje se v akumulátoru;
- Kotel se neohřívá a optimální teplota teplonosné látky se udržuje na úkor tepla ze zásobníku. Je třeba poznamenat, že při použití moderních akumulátorů tepla lze dosáhnout odstávky generátoru tepla až na 2 dny (vše závisí na tepelných ztrátách budovy a teplotě venkovního vzduchu).
Zjistěte si také podrobnosti o procesu instalace topných kotlů.
Základní funkce akumulátorů tepla
Kotel na tuhá paliva s tepelným akumulátorem je velmi výhodný a produktivní tandem, díky kterému může být topný systém praktičtější, úspornější a účinnější.
Akumulátory tepla plní současně několik funkcí, včetně následujících.
- Akumulace tepla z kotle a jeho následné odvádění na vyžádání topného systému. To je často zajištěno použitím trojcestného ventilu nebo speciální automatiky;
- Zabraňuje nebezpečnému přehřátí topného systému;
- Možnost snadného propojení několika různých zdrojů tepla v jednom schématu;
- Zajištění maximální účinnosti provozu kotlů. Ve skutečnosti se tato funkce objevuje díky provozu technologie při vyšších teplotách a nižší spotřebě paliva;
Samozřejmostí jsou akumulátory tepla
- Stabilizace teplotních režimů v budově, snížení počtu přikládání paliva v kotli. Uvedené ukazatele jsou tedy poměrně významné, což činí instalaci takového zařízení efektivnějším a finančně výhodnějším řešením;
- zásobování budovy teplou vodou. Je nutné instalovat speciální termostatický pojistný ventil na výstupu z akumulační nádrže, protože teplota vody může dosáhnout více než 85C.
Výpočet akumulátoru tepla pro kotel na tuhá paliva lze provést různými způsoby. Pokud je však třeba provést výpočet rychle, je lepší použít osvědčenou variantu - na 1 kW výkonu kotle na tuhá paliva musí připadat alespoň 25 litrů objemu. Čím vyšší je tepelný výkon topné technologie, tím větší objem akumulátoru je třeba instalovat.
Konstrukční prvky nádrží
Použití akumulátoru tepla: když je technologie potřebná
V návodu k akumulačním kamnům pro kotle na tuhá paliva se uvádí, že tyto jednotky by se měly používat v několika základních případech:
- Potřeba účinného zásobování teplou vodou ve velkých objemech. Například pokud má dům dvě nebo více koupelen, velký počet kohoutků, pak se neobejdete bez akumulátorů tepla, protože tato technika výrazně zvyšuje produkci vody bez dalších finančních nákladů;
- Při použití tuhých paliv s různými koeficienty produkce tepla. Díky této technologii je možné vyhladit špičky spalování a snížit počet náloží;
- Při potřebě nabíjení akumulátorů teplem v "nočním tarifu";
- Pokud se používají tepelná čerpadla. Pokud je v budově kromě kotle na tuhá paliva k dispozici alternativní systém vytápění, pomůže akumulátor optimalizovat dobu chodu kompresoru v systému.
Použití akumulátorů tepla v topných systémech TT
Standardní akumulátor tepla (nebo také nazývaný vyrovnávací nádrž) je izolovaná nádrž (sud) naplněná teplonosnou kapalinou, která slouží k akumulaci přebytečného tepla vznikajícího při provozu kotlů TT. Je navržen tak, aby bylo snadné vyrobit akumulátor tepla z improvizovaných prostředků. Hlavní je přesný výpočet a kompetentní schéma připojení.
Hlavní výhody tohoto prvku:
- Spojení kotle na tuhá paliva s akumulačním zásobníkem tepla umožňuje ušetřit palivo. Při provozu kotel ohřívá chladicí kapalinu nejen v topném okruhu, ale také přímo v nádrži. Když palivo ve spalovací komoře vyhoří, udržuje se teplota chladicí kapaliny v CO díky akumulovanému teplu akumulátoru tepla. Správně izolovaný a vhodně zvolený objem zařízení umožňuje akumulovat teplo v CO po celý den, což výrazně snižuje spotřebu paliva.
- Akumulační nádrž výrazně prodlužuje životnost tepelného čerpadla. Díky vyrovnávací nádrži pracuje kotel CT výrazně méně, což vede k více než dvojnásobnému prodloužení jeho životnosti.
Třetí, ale neméně důležitou výhodou je bezpečnost spalovací komory kotle, kterou zajišťuje tepelný akumulátor. Tato konstrukce je nejúčinnějším mechanismem pohlcování nadměrné tepelné energie, která často vede k nehodám v důsledku přehřátí kotle.
Modernizace akumulátoru
Klasická konstrukce výměníku tepla byla popsána dříve, ale existuje několik základních triků, které lze použít k efektivnějšímu a hospodárnějšímu provozu jednotky:
- Pod ním může být umístěn další výměník tepla, který bude založen na využití solárních kolektorů. Tato možnost je vhodná pro uživatele, kteří dávají přednost čisté energii;
- Pokud má topný systém více než jeden provozní okruh, je nejlepší rozdělit buben vnitřně na několik částí. Tím se teplota udrží na velmi přijatelné úrovni po co nejdelší dobu;
- Pokud to finance dovolí, lze jako izolaci použít polyuretanovou pěnu. Tento materiál je mnohem dražší, ale mnohem lépe udržuje teplo. Voda si udrží svou teplotu po velmi dlouhou dobu;
- Je možné instalovat více výtokových armatur najednou, což umožňuje komplexnější topný systém vybavit několika okruhy najednou;
- Spolu s hlavním výměníkem tepla může být instalován další výměník tepla. Voda, která se v něm ohřeje, se používá k různým domácím účelům - to je docela výhodné.
Jednoduchý akumulátor tepla
Nejjednodušší akumulátor tepla vlastníma rukama lze vyrobit na principu termosky - ta díky svým nevodivým tepelným stěnám neumožňuje kapalině dlouho chladnout.
Na práci je třeba se připravit:
- Nádrž požadovaného objemu (od 150 litrů).
- Izolační materiál
- Lepicí páska
- Topná tělesa nebo měděné trubky
- Betonová deska
Prvním krokem je zamyslet se nad samotnou nádrží. Zpravidla se používá jakýkoli kovový buben, který máte po ruce. Objem se určuje individuálně, ale není praktické vzít nádobu menší než 150 litrů.
Vybraný buben je třeba vyčistit. Je třeba jej vyčistit, odstranit z vnitřku prach a další nečistoty a ošetřit místa, kde se začala tvořit koroze.
Poté je třeba připravit izolaci, která bude omotána kolem hlavně. Tím se zajistí, že teplo zůstane uvnitř co nejdéle. Minerální vlna je vhodná pro konstrukce zhotovené svépomocí. Po obalení vnější strany nádoby je nutné ji omotat kvalitní lepicí páskou. Lze ji také zakrýt plechem nebo zabalit do fólie.
Aby se voda uvnitř ohřívala, je nutné zvolit jednu z možností:
- Instalace elektrických ohřívačů
- Instalace spirály, kterou bude vedeno topné médium.
První možnost je poměrně složitá a není bezpečná, proto se od ní upouští. Cívku si můžete vyrobit sami z měděné trubky o průměru 2-3 cm a délce asi 8-15 m. Z ní se ohne cívka a umístí se do cívky.
Akumulátor tepla v modelu je horní část sudu, od které je třeba nainstalovat odbočku. Ve spodní části se nachází ještě jedna přípojka - přívodní přípojka, kterou se přivádí studená voda. Musí být vybaveny kohoutky.
Jednoduchý spotřebič je připraven k použití, ale ještě předtím je třeba vyřešit problém s rizikem požáru. Doporučuje se, aby taková instalace byla umístěna pouze na betonové desce, pokud možno rozdělené stěnami.
Výpočet vyrovnávací nádrže
Hlavním kritériem pro výběr akumulační nádoby pro kotel na tuhá paliva je její objem, který se určuje výpočtem. Jeho hodnota závisí na následujících faktorech:
- tepelné zatížení topného systému soukromého domu;
- výkon topného kotle;
- odhadovaná doba provozu bez zdroje tepla.
Před výpočtem kapacity akumulátoru tepla je nutné objasnit všechny výše uvedené body, počínaje průměrným tepelným výkonem, který systém spotřebuje během zimního období. Při výpočtu by se neměla brát maximální kapacita, protože by se tím zvětšila velikost nádrže, a tím i cena výrobku. Je lepší se obtěžovat a častěji zatěžovat kamna, než platit vysokou cenu za velký akumulátor tepla, který nelze racionálně využívat. A zabírá příliš mnoho místa.
Topný systém s tepelným akumulátorem nemůže správně fungovat, pokud má zdroj tepla nízkou výkonovou rezervu. V tomto případě nebude nikdy možné baterii plně "nabít", protože generátor tepla musí současně vytápět dům a zatěžovat nádrž. Nezapomeňte, že výběr kotle na tuhá paliva, který má být spojen s akumulátorem tepla předpokládá dvojnásobnou rezervu tepelného výkonu.
Navrhuje se, aby byl algoritmus výpočtu studován na domě o rozloze 200 m² s dobou klidu 8 hodin. Předpokládá se, že se voda v zásobníku během topného provozu ohřeje na 90 °C a ochladí na 40 °C. K vytápění takového prostoru v nejchladnějším období bude zapotřebí 20 kW tepla a průměrná spotřeba se bude pohybovat kolem 10 kWh. To znamená, že v baterii musí být uloženo 10 kWh x 8 hodin = 80 kW energie. Výpočet tepelné akumulační kapacity pro kotel na tuhá paliva se pak provádí pomocí vzorce pro tepelnou kapacitu vody:
m = Q / 1,163 x Δt, kde:
- Q - vypočtené množství akumulované tepelné energie, W;
- m - hmotnost vody v nádrži, kg;
- Δt - rozdíl mezi počáteční a konečnou teplotou teplonosné látky v zásobníku, rovná se 90 - 40 = 50 °C;
- Měrná tepelná kapacita vody je 163 W/kg °C nebo 4,187 kJ/kg °C.
Pro uvažovaný příklad by hmotnost vody v akumulátoru tepla byla:
m = 80000 / 1,163 x 50 = 1375 kg nebo 1,4 m³.
Jak vidíte, výsledkem výpočtů je vyrovnávací nádrž, která je větší, než doporučuje odborník. Důvod je jednoduchý: vstupní údaje jsou nepřesné. V praxi, zejména pokud je dům dobře izolován, je průměrná spotřeba tepla na plochu 200 m² nižší než 10 kWh. Z toho vyplývá, že pro správné dimenzování akumulátoru tepla pro kotel na tuhá paliva je nutné použít přesnější výchozí údaje o spotřebě tepla.