Самодельный теплоаккумулятор

Верхний край был приварен к угловому железу, а к угловому железу были приварены шпильки. На них будет установлена крышка с резиновым уплотнителем.

Аккумулятор для котла отопления своими руками

Установка водяного теплового аккумулятора в системе отопления решает сразу много проблем. Для твердотопливных котлов преимущества, как правило, многочисленны: менее частый нагрев и более равномерная температура в доме. Кроме того, это устройство помогает сделать отопление более экономичным, так как котел работает в оптимальном режиме – с активным сжиганием дров. Теплоаккумулятор (ТА) также позволяет отапливать с помощью электричества по более низкой цене. Это хороший вариант экономии, если у вас ночной тариф с большой разницей в цене по сравнению с дневным. Единственным сдерживающим фактором является высокая цена теплоаккумуляторов – сотни тысяч. Есть и более дешевый вариант – изготовление собственного теплового бака. Это обойдется в 20-50 000 в зависимости от объема и выбранного материала.

Самодельные накопительные баки для систем отопления обычно изготавливаются в форме куба. Размер и пропорции каждый выбирает сам, исходя из имеющегося пространства. Каковы их недостатки? Большинство из них не герметичны. Нет, они не протекают и очень хороши в системах с естественной (гравитационной) циркуляцией.

В закрытой системе желательно иметь герметичный сосуд – чтобы в теплоносителе не было воздуха и поддерживалось стабильное давление. Этого нелегко достичь в ремесленных условиях, хотя и возможно.

С теплообменником и без него

Существует два типа теплоаккумуляторов, которые устанавливаются в отоплении: с теплообменником внутри, подключенным к котлу, и без него. Во втором случае это просто контейнер с разъемами. Такой ТА устанавливается, если теплоноситель в системе и котле одинаковый и если давление во всех частях системы одинаковое. Третье ограничение связано с температурой. В системе отопления этого типа температура внутри котла и на потребителях (радиаторы, теплые полы и другие приборы) может быть одинаковой.

Примеры бытовых накопительных нагревателей

ТА для недорогого отопления с помощью электричества

Этот теплоаккумулирующий бак был сделан под электрический котел. Он используется для хранения тепла во время действия ночного тарифа. Емкость была достаточно большой, чтобы ускорить процесс, а чтобы иметь определенный запас мощности на случай снижения ночного тарифа, были подключены три дополнительных нагревателя сопротивления мощностью 2 кВт. Они подключены к трехфазной сети.

• Размер бака – 1,5*1,5*0,75 м (емкость около 1,7 м³), толщина листа – 4 мм (пошла часть листа 1,5*6 м);
• чугунный радиатор – 7 секций;
• металлический уголок – приварен по периметру верха для фиксации крышки;
• самоклеящийся резиновый герметик – для герметизации самой крышки;
• металлические фитинги – фитинги с наружной резьбой, запорная арматура;
• сварочные электроды.

Процесс сборки самого бака прост – необходимо:

• сварить все швы, зачистить, загрунтовать.
• Сделать отверстия для фитингов, установить и приварить фитинги.
• Приварить "ленты" внутри бака.

Как собрать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплоаккумулятора обычно представляет собой круглую бочку. Емкость обычно составляет от 500 до 2 000 литров. Диаметр до одного метра, высота до 2,5 метров. Он стоит на ножках с несколькими сварными соединениями. Может содержать 1 или 2 и более спиральных теплообменников для подключения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды и т.д.

Бак изолирован слоем теплоизоляции для предотвращения перегрева воздуха в котельной. Фирменные теплоаккумуляторы имеют сложное распределение потока, организованное внутри…. Вы можете взглянуть на рекламу Buderus в фильме…..

Базовая конструкция буферного бака – как должны быть направлены потоки

Подключения к буферному баку выполняются следующим образом, чтобы установить правильное направление потока.

• Снабжение котла находится вверху.
• Вход из бака в радиаторы – вверху, на уровне входа в котел.
• Возврат от радиаторов – внизу.
• Возврат в котел – внизу, чуть ниже возврата из радиаторов.

Жидкость в аккумуляторе всегда должна течь сверху вниз, по контуру котла, а также от котла к радиаторам.

Важно, чтобы скорость потока в контуре котла была больше, чем в радиаторах, чтобы тепловой аккумулятор мог работать правильно. Обычно это обеспечивается за счет большего гидравлического сопротивления контура потребителя, с теми же насосами.

Радиаторы будут получать горячую воду сразу после ее поступления в теплоаккумулирующий бак, всасывая ее с помощью насоса сверху, что обеспечивает быстрое управление всей системой отопления и реагирование на суточные колебания температуры.

Расчет буферного накопительного бака

Основным критерием выбора буферной емкости для твердотопливного котла является ее объем, который определяется расчетным путем. Его величина зависит от следующих факторов

• тепловая нагрузка системы отопления частного дома;
• мощность отопительного котла;
• предполагаемое время работы без помощи источника тепла.

Перед тем как рассчитать объем теплового аккумулятора, необходимо уточнить все вышеперечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, которую потребляет система в зимний период. При расчете не следует учитывать максимальную емкость, так как это увеличит размер бака и, следовательно, стоимость изделия. Лучше смириться с неудобствами, связанными с необходимостью чаще заряжать плиту на несколько дней в году, чем заплатить высокую цену за большой теплоаккумулятор, который нецелесообразно использовать. К тому же он будет занимать слишком много места.

Мнение эксперта. Для дома площадью 200 квадратных метров для обеспечения дома тепловой энергией достаточно буферной емкости вместимостью 1 т теплоносителя, то есть объемом 1 кубический метр. Это относится к центральной зоне Российской Федерации; в южных или северных регионах ситуация будет иной.

Нормальная работа системы отопления с теплоаккумулятором невозможна, если источник тепла имеет небольшой запас мощности. В этом случае никогда не удастся полностью "зарядить" аккумулятор, так как теплогенератор должен одновременно обогревать дом и заряжать бак. Отметим, что при выборе твердотопливного котла в сочетании с теплоаккумулятором требуется удвоенная тепловая мощность.

Предлагается исследовать алгоритм расчета на примере дома площадью 200 м² с временем простоя котла 8 часов. Предполагается, что во время отопления вода в баке будет нагреваться до 90°C и остывать до 40°C. Для обогрева такой площади в самый холодный период потребуется 20 кВт тепла, а среднее потребление составит около 10 кВт/ч. Это означает, что батарея должна хранить 10 кВт/ч x 8 часов = 80 кВт энергии. Расчет теплоемкости для твердотопливного котла производится по формуле теплоемкости воды:

Выбор теплового аккумулятора

Другие критерии выбора емкости не столь важны и касаются в основном различных опций. Одна из них – встроенный змеевик для нагрева воды для бытовых нужд. Он может быть полезен, если другие методы отопления недоступны, но он определенно не подходит, если затраты на сеть горячего водоснабжения высоки. Кроме того, теплообменник снимет часть "нагрузки" с теплового аккумулятора, сокращая время работы автономного отопления.

Полезной опцией является нагревательный элемент, встроенный в верхнюю часть бака, который может поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому нагреву система не разморозится в случае аварии и даже может обогревать дом некоторое время после того, как аккумулятор "разрядится", а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения солнечной системы целесообразно использовать только в южных регионах, где солнечная активность позволит зарядить тепловой аккумулятор. На что следует обратить внимание при выборе, так это на рабочее давление в баке. Имейте в виду, что большинство твердотопливных котлов рассчитаны на давление в рубашке до 3 бар, а это значит, что буферная емкость должна выдерживать такое же давление.

Сделайте свой собственный нагревательный змеевик

Вы решили, что вам нужна буферная емкость, и хотите сделать ее самостоятельно. Если это так, подготовьтесь к этому за 5 шагов:

1. Расчет объема теплоаккумулятора.
2. Выбор подходящей конструкции.
3. Выбор и закупка материалов.
4. Сборка и проверка на герметичность.
5. Установка бака и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Прежде чем рассчитать объем бака, подумайте, сколько места вы можете выделить для него в котельной (по площади и высоте). Решите, на какой срок вы хотите, чтобы бак для горячей воды заменил неработающий бойлер, а затем приступайте к первому шагу.

Как рассчитать емкость бака

Существует два способа расчета емкости накопительного бака:

• упрощенные, предлагаемые производителями;
• точные, составленные по формуле теплоемкости воды.

Расчет прост: на каждый кВт мощности котла назначается объем 25 литров воды в баке. Пример: Если мощность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальный объем бака – 25 х 25 = 625 литров или 0,625 м³. Теперь обратите внимание на то, сколько места отведено в котельной, и подгоните полученный объем под фактический размер помещения.

Справка. Те, кто хочет сварить самодельный теплоаккумулятор, часто задаются вопросом, как рассчитать объем круглой бочки. В этот момент стоит вспомнить формулу для расчета площади круга: S = ¼πD². Подставьте диаметр цилиндрического бака (D) и умножьте полученный результат на высоту бака.

Более точные размеры теплоаккумулятора можно получить с помощью второго метода. Ведь упрощенные расчеты не покажут, как долго прослужит рассчитанное количество теплоносителя при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемый метод основан на необходимых цифрах и опирается на формулу:

Бюджетный баллонный накопитель

Для домовладельцев с очень ограниченным пространством для котла мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из пропановых баллонов.

Конструкция емкостью 100 литров, разработанная другим нашим мастером-экспертом Виталием Дашко, призвана выполнять 3 функции:

• Снятие нагрузки с твердотопливного котла при его перегреве за счет поглощения избыточного тепла;
• Нагрев воды для бытовых нужд;
• Обеспечение отопления дома в течение 1-2 часов при пересыхании котла ТН.

Внимание. Время автономной работы теплоаккумулятора невелико из-за его малого объема. Но он поместится в любом топочном помещении и сможет отводить тепло от котла после отключения электроэнергии, поскольку подключается напрямую, без насоса.

Для установки баллона вам понадобятся:

• 2 стандартных пропановых баллона;
• Не менее 10 м медной трубы Ø12 мм или гофрированной трубы из нержавеющей стали того же диаметра;
• Фитинги и гильзы для термометров;
• Теплоизоляция из базальтовой ваты;
• Окрашенный металл для облицовки.

Открутите вентили с баллонов и срежьте крышки ножом, наполнив их водой, чтобы избежать взрыва остаточного газа. Аккуратно согните медную трубу в спираль вокруг другой трубы подходящего диаметра. Выполните следующие действия:

1. Используя представленный чертеж, просверлите в будущем теплоаккумуляторе отверстия для гнезд термометров и термогильз.
2. Прикрепите металлические кронштейны внутри теплоаккумуляторов для установки теплообменника горячей воды с помощью сварки.
3. Поместите цилиндры один на другой и сварите их вместе.
4. Поместите змеевик внутрь резервуара, пропустив концы трубы через отверстия. Используйте сальниковый герметик для уплотнения этих мест.
5. Прикрепите дно и крышку.
6. Прикрепите вентиляционное отверстие к крышке и сливной кран к днищу.
7. Приварите кронштейны для крепления панелей. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие было прямоугольным. Сгибать облицовку в полукруг будет неудобно и не эстетично.
8. Утеплите бак и прикрутите облицовку на место с помощью саморезов.

Использование аккумулятора в различных системах отопления

Теплоаккумуляторы хорошо работают во многих различных системах отопления. В каждом случае теплоаккумулятор может значительно снизить затраты на отопление.

Чаще всего теплоаккумуляторами оснащаются твердотопливные системы отопления. Установка способствует более экономному расходу топлива и эффективному отоплению, а также предотвращает преждевременный износ радиаторов.

Теплоаккумулятор в системе электрического отопления также полезен, особенно в регионах с двойными тарифами на электроэнергию. Аккумулятор накапливает тепло ночью, когда электроэнергия продается по более низким тарифам, а днем он может сохранять тепло в течение короткого времени. Днем котел можно на время отключить, а аккумулятор использовать для отопления.

Аккумуляторы также используются в многоконтурных системах отопления. Они обеспечивают распределение теплоносителя между контурами. Патрубки могут быть установлены на разной высоте, что позволяет нагревать воду до разной температуры.

Несколько слов о модернизации

При необходимости теплоаккумулятор, который мы устанавливаем, можно легко модернизировать. Это можно сделать несколькими способами.

1. Мы можем установить внизу дополнительный теплообменник для накопления энергии, полученной солнечным коллектором. Это важно для современных систем, использующих солнечную энергию для отопления помещений.
2. Мы можем разделить внутреннее пространство бака на несколько сообщающихся секций, что обеспечивает более выраженную стратификацию температуры воды. Важно для многоконтурных систем.
3. Мы можем немного увеличить бюджет и утеплить стенки бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал еще больше снизит потери тепла.
4. Мы можем увеличить количество патрубков и подключить теплоаккумулятор к более сложной системе отопления, основанной на нескольких независимых контурах. Подходит для систем отопления, обслуживающих большие дома с котлами большой мощности.
5. Мы можем установить дополнительный теплообменник для хранения воды. Его можно использовать для различных бытовых и коммерческих целей.