Твердопаливні котли сьогодні представляють підвищений інтерес для споживачів. Популярність нагрівальної техніки, що працює на твердому паливі, викликана низкою чинників, які впливають на вибір покупців. Зважаючи на складність обладнання системи газового опалення та подорожчання природного газу, основний акцент в плані організації обігріву житлових приміщень зміщується на нагрівальні прилади, що працюють на твердому паливі. Однак робота твердопаливних котлів не так проста, як здається на перший погляд.

Основна причина в тому, що подібна опалювальна техніка потребує додаткових пристосувань і пристроях, що регулюють її роботу. Важлива зв’язка для всього опалювального комплексу – це твердопаливний котел, підключений разом з теплоаккумулятором в одну систему. Розглянемо детальніше, наскільки потрібен тепловий акумулятор для автономної системи опалення, чи можна його зробити своїми руками.

Місце теплоаккумулятора в системі опалення

Опалювальна техніка на твердому паливі зручна, практична і ефективна. Особливо можливості сучасних твердопаливних котлів оцінили по достоїнству жителі заміських будинків і котеджів. Монтаж автономної системи опалення з використанням нагрівальних приладів на вугіллі або на дровах цілком здійснити своїми силами. Тим більше що на установку твердопаливних агрегатів не потрібно дозволу. Всі основні елементи опалювального комплексу, крім самого нагрівального агрегату і ряду контролюючих механізмів, можна зібрати і зробити самостійно. Головне знати, що і для чого монтується, з якою метою!

До того ж можливість зробити деякі пристосування і механізми власноруч, дозволить вам заощадити значні кошти. Теплоаккумулятор є якраз тим пристроєм, який можна спорудити самостійно, враховуючи той факт, що заводські вироби досить дорогі.

Грамотні рекомендації фахівців, додаткові джерела технічної інформації підкажуть вам, як виготовити теплоаккумулятор для твердопаливного котла своїми руками. Дотримання певних вимог і умов при виготовленні забезпечить вам необхідну надійність і працездатність механізмів. Перед тим як приступити до робочого процесу, слід ознайомитися з пристроєм накопичувача тепла.

значення пристрої

Зрозуміти конструкцію теплового накопичувача можна тільки після того, як визначимося зі значенням і місцем цього агрегату в системі опалення. За своєю конструкцією теплоаккумулятор є термосом, тобто спеціальною ємністю, куди надходить нагрітий теплоносій. Протягом певного часу котельна вода, накопичена в ємності, зберігає задані температурні параметри. При зменшенні інтенсивності горіння в котлі, або в разі його зупинки, теплоносій з бака буде надходити в систему опалення, продовжуючи підтримувати температуру в радіаторах на певному рівні.

Важливо! Теплоаккумулятори забезпечують безпеку опалювальної техніки і систему домашнього опалення від надмірного охолодження, але і від перегріву. Завдання накопичувальної ємності полягає в знятті надлишкового тепла, що виробляється опалювальним агрегатом на піку своєї роботи.

За рахунок присутності в системі теплового накопичувача стало можливим не тільки домогтися збалансованого теплопостачання опалювального контуру, але і забезпечити суттєву економію палива. Теплоаккумулятор, який включається в роботу при зниженні потужності котла, збільшить проміжок часу між завантаженнями палива. До того ж такий принцип роботи надасть вам більше свободи, звільнивши від необхідності частого підкидання палива в котел.

На замітку: участь буферної ємності (теплоаккумулятора) в роботі системи опалення знижує витрати палива на 30-50%, в залежності від виду і типу нагрівальної техніки. Кількість завантажень палива в топку прямо пропорційно обсягу теплового акумулятора.

Аналіз конструкції теплового акумулятора

Принцип роботи пристрою визначає і саму конструкцію. Зазвичай заводські прилади є цільну простору металеву ємність, всередині якої розташовані додаткові теплообмінники. Як правило, такі вироби мають спіральну, змієподібну форму, повторюючи циліндричну конфігурацію основного пристрою.

В кожному окремому випадку, в залежності від потужності опалювального агрегату і від вимог до системи опалення, кількість додаткових теплообмінних контурів може бути різним. Потрібний обсяг теплоаккумулятора визначається шляхом нескладних розрахунків, про які поговоримо пізніше.

Така кількість теплообмінників пояснюється не тільки одним бажанням зняти якомога більше тепла в момент пікового навантаження твердопаливного котла, але і технічної доцільністю. Один змійовик може використовуватися для зняття надлишкової теплової енергії з котла, інший теплообмінник використовується для збереження теплоносія потрібної температури, що йде в опалювальний контур. Третій змійовик, якщо такий є, передбачений для забезпечення мешканців будинку гарячим водопостачанням.

Дивлячись на конструкцію агрегату, можна підсумувати переваги установки подібного пристосування. А вони такі:

  • накопичення теплової енергії, що витрачається при спалюванні палива на інші цілі і потреби;
  • економія палива;
  • економія особистого часу мешканців будинку, що витрачається на обслуговування котельного обладнання;
  • технічна можливість об’єднати в одну систему різні джерела тепла;
  • збільшення ККД твердопаливного агрегату до високих значень;
  • запобіжна функція, захист обладнання від перегріву;
  • можливість регулювати температуру нагрівання теплоносія в системі опалення.

Створюємо теплоаккумулятор своїми руками

На малюнку-схемі показаний найпоширеніший варіант підключення теплового акумулятора в систему автономного опалення.

На перший погляд складно в конструкції накопичувального бака нічого немає. Велика сталева ємність, в яку поміщені змійовики. Однак складність роботи в домашніх умовах криється саме в тонкощах і в нюансах.

Етап перший – теоретичний

Починати роботу слід з пошуку необхідної ємності. Буде потрібно резервуар досить великої місткості та обсягу. Чим більше тим краще. Звичайно, не варто вдаватися в крайнощі і гнатися за великими розмірами вашого майбутнього дітища. В іншому випадку, ви встанете перед проблемою, як втиснути громіздке пристрій всередину котельного приміщення.

Важливо! Слід відразу сказати – якщо ви вирішили зробити прилад самостійно, відразу налаштовуйтесь на великий обсяг роботи, як з технічної точки зору, так і з теоретичної. Заощадивши на покупку, ви ризикуєте втратити в часі і в технологічності готового виробу.

На даному етапі крім пошуку і підбору, відповідних комплектуючих і деталей конструкції, доведеться зайнятися теоретичними розрахунками для визначення оптимального в даному випадку обсягу бака. Розрахунок ємності теплоаккумулятора для домашнього твердопаливного котла допоможе вам надалі розібратися з розміщенням агрегату в котельні, підкаже яким чином здійснити обв’язку обладнання. Для початку визначимо обсяг ємності найпростішим способом, в якому ключове місце займають фізичні закони.

Маючи в своєму розпорядженні вихідними даними:

  • теплова потужність, необхідна для обігріву житлових приміщень будинку;
  • проміжок часу, протягом якого твердопаливний котел буде зупинений і його місце в постачанні системи опалення гарячою водою займе теплоаккумулятор.

Подальші дії розглянемо на прикладі:

Площа будинку приблизно 100 м2, твердопаливний котел простоює в нічний час 5 годин. Беремо середню теплову потужність для обігріву будинку в 10 кВт.

Виходячи з цього, ясно, що тепловий акумулятор повинен видавати в систему до 10кВт теплової енергії. За весь час простою нагрівального агрегату це значення складе 50 кВт. Ці розрахунки проводяться з урахуванням того, що вода в накопичувальної ємності нагріта до температури 90 0С. а в системі опалення не більше 60 0С. Різниця температур становить 30 градусів. Вихідні дані підставляємо в формулу:

Q = cm? T Якщо нам цікаво кількість води, яка повинна надходити в бак, то формула прийме інший вигляд m = Q / c? T, де:

Q – витрата теплової енергії, необхідний для обігріву будинку плоащадью 100 м2 (в нашому випадку 50 кВт);

c – питома теплоємність води 4.187 кДж / кг. (0,0012 кВт / кг)

?t – різниця між температурою котельної води в ємності і в радіаторах опалення (300С)

Отримуємо 50 / 0,0012 х 30 = 1,388 кг, що означає, орієнтовний обсяг бака для теплоаккумулятора повинен складати 1,4 м3. Відповідно теплової накопичувач для вашого твердопаливного агрегату повинен бути не менше 1,4 куб. метрів.

Важливо! Для того, що б твердопаливний котел повністю зарядив тепловою енергією ваш накопичувач, нагрівального приладу потрібно більший запас потужності. Така необхідність виникає з огляду на те, що котел буде працювати на два, а то й три фронти: одночасно займатися обігрівом житлових приміщень, забезпечувати роботу системи ГВП і заповнювати гарячою водою теплоаккумулятор.

Етап другий – технологічний

Зробивши необхідний розрахунок, займайтеся підбором відповідної ємності. В якості основного корпусу можна використовувати баки для підігріву води, що використовуються в їдальнях і підприємствах громадського харчування. Зазвичай такі пристосування виготовляються з нержавіючої сталі. Якщо вам не вдалося знайти подібні предмети, використовуйте для своїх цілей будь-які сталеві ємності, бажано з кришкою. За однієї умови: стінка резервуара не повинна бути тонкою (мінімум 4-5 мм).

Більш перспективний варіант – металева бочка. Для установки в заміському будинку оптимальний обсяг ємності – 1000 літрів. Великі резервуари, більше 5 м3 необхідно оснастити ребрами жорсткості. Грамотна установка і розташування бака дозволять в подальшому, при зрослої металоємності, зайняти агрегату необхідну стійкість. Для простоти виготовлення бака з нуля, вибирайте прямокутну форму.

Для довідки: при опалювальній системі з природною циркуляцією робиться накопичувач відкритого типу, даючи можливість ємності мати сполучення з атмосферним повітрям. Ставиться такого агрегат завжди в найвищому місці будинку, бажано на горищі.

У разі роботи з бочкою, потрібно врізати в корпус патрубки, за кількістю змійовиків. Змійовики робляться з сталевих водопровідних труб. В даному випадку необхідно створити якомога більшу поверхневу площу, через яку буде відбуватися відбирання теплової енергії. Готові теплообмінники зсередини приварюються до патрубків. Скільки теплообмінників, відповідно і стільки пар патрубків, на вхід і на вихід.

висновок

Після того, як ви зробили накопичувальну ємність, зуміли зробити правильну обв’язку, треба зайнятися теплоізоляцією агрегату. Виготовлений з металу теплоаккумулятор, без належної ізоляції буде розчавити дорогоцінне тепло направо і наліво. Тут можна використовувати будь-які підручні матеріали, починаючи з мінеральної вати, закінчуючи пінополістиролом.

Свій тепловий акумулятор ви можете утеплити, як вам завгодно. Головне, що б ємність виконувала завдання термоса, теплообмін між стінками накопичувача і атмосферним повітрям був відсутній. Коли у вас коштує двоконтурний котел з природною циркуляцією, утеплення накопичувальної ємності повинно бути посиленим. В іншому випадку (горище одне з найхолодніших місць в будинку), ваш котел буде постійно працювати з підвищеним навантаженням, а система опалення буде поповнюватися вже остиглим теплоносієм.

Від Борис Каролович

Ололо