Для чего нужен и каким бывает клапан для теплого пола?

Трехходовой клапан для теплого пола. Устройство. Принцип работы

При водяном отоплении вода может достигать температуры выше 90°C. Для радиаторов такой показатель вполне приемлем, но возникают вопросы, если подобный теплоноситель поступает в контур теплого пола. Чтобы температура была нормальной (не выше 40 градусов по Цельсию) используют специальное устройство: трехходовый клапан.

Принцип работы

Клапан трехходовой выполняет запорные функции. Установка производится на подачу, с обратки теплого пола, реализуется дополнительный подмес к теплоносителю, который мы получаем из котлового контура. Таким образом подобная установка позволяет понизить температуру до нужно уровня, смешивая горячий теплоноситель с подачи с остывшим от обратки. Клапаном управляет термостатическая головка датчики при этом могут быть:

  • выносной;
  • погружной
  • накладной.

Иногда ставят термометрический сервопривод, который работает с использованием контроллера. Производители обычно указывают стрелками движение потока воды. По таким маркерам несложно понять какому виду принадлежит данный элемент. Подключение к контуру делается в точно таком же режиме, как показывают стрелочки. Точка монтажа должна выбираться таким образом, чтобы систему можно было регулировать без каких-либо помех. Перед установкой следует внимательно ознакомиться с руководством от производителя.

Автоматика отслеживает поступление теплоносителя в контур пола. Если температура становится выше нормы, то проход блокируется специальной заглушкой. Когда контур остывает, шток поднимается, опять начинается циркуляция теплоносителя. Обратка не должна быть ниже 60 градусов, в противном случае будет наблюдаться слишком большая нагрузка на котел, его ресурс быстро израсходуется. Из подачи клапан выбирает воду и отправляет ее в обратку. У стандартных котлов теплообменник имеет слишком низкую температуру, что способствует быстрой их порче. Конденсационные котлы особой конструкции стоят слишком дорого, гораздо рациональнее поставить трехходовой клапан на традиционные котлы.

Яркий пример использования трехходового клапана:

Устройство

Существует всего три вида трехходовых клапанов для тёплого пола. Имеют они некоторые различия по устройству и работе. Внешне они почти идентичны, поэтому важно выбрать нужный блок, который идеально подойдет для работы. При выборе, обязательно стоит обращать внимание на маркировку на корпусе

  1. «+»
  2. «-»
  3. «М»

Маркер «+» — это контур с высокой температурой. Подмес с обратки теплоносителя, который имеет низкую темпе ауту. «М2 — это точка встречи и перемешивания двух потоков.

Рекомендуется помнить: клапан в массе своей сделан из керамических элементов, поэтому загрязнение для этих приборов категорически противопоказано. Чтобы этого не произошло должны стоят надежные фильтры.

Виды клапанов для теплого пола

Смесительный

При приподнятой задвижке открыты два прохода. В этом случае активно холодная и горячая вода перемешивается, устанавливается таким образом обретенная температура, которая контролируется датчиком термоголовки.

Если температура теплоносителя слишком высокая, то задвижка опускается. Таким образом остается свободной только зона подмеса холодного теплоносителя. В этом случае сохраняется внутренняя воды в блоке теплого пола.

Механический

Во втором варианте трехходового клапана мы наблюдаем, что зоны находятся все в других местах. Зона теплого пола перешел в нижнюю часть, «плюс» перешел справа — налево. Все эти детали не особо что-то значат.

Шток крепится к вентилю, под ними есть маркеры, ориентируясь на них можно регулировать температуру. Метод простой и очень надежный. Стоит такой элемент недорого, но регулировать все режимы приходится ручным способом. Отопительный контур при этом может нагреваться неодинаково.

С термоголовкой

Самое важное: при приподнятом штоке не происходит никакого подмеса. Горячая вода без малейшей задержки отправляется в контур теплого пола. Подобное явление не является продуктивным и не несет в себе положительного заряда. Если заглушка закрывается, то продолжается (как и в первом варианте) внутренняя циркуляция.

Термостатический

Термостатическим трехходовым клапаном для теплого пола называют устройство, где есть специальный терморегулятор. Настройка в этом случае делается единожды, после этого движение задвижки регулируется автоматически. Руководит этим процессом термочувствительная субстанция (иногда газообразное вещество). При увеличении температуры эти консистенции расширяются в объеме, влияют на задвижку. Стоит такой девайс дороже, но работает вполне надежно.

Расположение в третьем последнем варианте трехходового клапана для теплого пола точно такое же, как и в первом. Принципиальное различие заключается в том, что при приподнятой задвижке теплоноситель проникает во внутрь теплого пола. Подобное явление мы наблюдали во втором варианте. Если задвижка закрывается, то имеет место активная циркуляция как в первом и втором случае. Ситуация таким образом с закрытой задвижкой как объединяет все три клапана.

Назвать клапана можно так:

  • № 1 — Смесительный
  • № 2 — Разделительный
  • № 3 — Разделительный

Два последних являются вспомогательными, они не работают без подмеса и лишь меняют направление движения теплоносителя.

Рассмотрев целостную картину, несложно догадаться, что идеально подходит для теплого пола первый клапан. Причина проста: в систему входит теплоноситель, который прошел необходимую подготовку. Следует учитывать, что клапана работают при разных температурных режимах, имеют различную пропускную способность, есть различия в материалах из которого они сделаны.

Вот последствия использования теплого пола без подмеса:

Схема подключения

Вернемся теперь к общей схеме клапана. Мы проанализировали смешение двух потоков теплоносителей, которые имеют разную температуру. Здесь на поверхность выходит главный недостаток «трехходового», который не может дозировать количество теплоносителя. Поток холодный перемешивается с горячим потоком, на выходе получается достаточно непредсказуемая температура.

Термоблок старается выдерживать заданный уровень, но сделать это архисложно. Постоянно присутствует в этом случае неустойчивое равновесие. Подобная схема напоминает явление, как если бы открыть два крана с холодной и горячей водой, определить точную температуру воды будет практически невозможно. Таким образом, если нет возможности, используя клапана, влиять на подмес, надо значит поставить дополнительный блок, который сможет влиять на остывший теплоноситель.

Чаще всего монтируют:

  1. Балансировочный вентиль.
  2. Настроенный радиаторный клапан

Эти два элемента монтируются на байпас таким образом мы будем получать нужную температуру. Если отсутствует согласование между насосом котла и теплого пола, то в этом случае передавливание теплоносителя (котловой мощнее) сразу в обратку котлового контура. Таким образом до теплого пола доходить ничего не будет. Избежать этого явления можно с помощью монтажа обратного клапана, его также поставить можно на выходе. Таким образом проблема будет решена. Стоимость в среднем:

  1. Клапан трехходовой 3300 руб.
  2. Термоголовка 2700 руб.
  3. Обратный клапан на дюйм 500 руб
  4. Вентиль, радиаторный клапан до 700 руб
  5. Общая сумма составляет порядка 7200 руб.
Читайте также:
Как собрать сварочный аппарат своими руками

При этом не учитываются трубы, фиксирующие материалы.

Стоит рассчитывать диапазон температур. Для теплых полов температура не превышает 40°C. Также существуют допуски по давлению: дорогие конструкции «держат» давление до 16 бар, для бытовых устройств вполне хватает в 2,5 раза меньше (5-5 бар). Регулируются данные показатели ГОСТ 26349-84.

Трехходовые клапана имеют разные диаметры патрубков. Самые популярные из них: это 1 и ¾ дюйма, резьба при этом бывает как внутренняя, так и — внешняя.

Трехходовые клапаны в отоплении теплого пола кажутся невзрачными, но они необходимы в работе и применяются в различных сферах, выполняя важные функции. Использовать клапана рекомендуется использовать изделия от известных производителей, тогда это компактное устройство будет работать без сбоев долгие годы. При покупке следует познакомиться, чтобы на корпусе не был повреждений или трещин. Регулятор должен без затруднений поворачиваться в любую сторону. Термоголовка проверяется с помощью небольшого нагрева. Это можно сделать, используя о

Двухходовой термостатический клапан для теплого пола

Как совместить радиаторную систему отопления и водяной теплый пол? На один отопительный котел. Если можно, с видео сопровождением.
Халил (Орск)

Здравствуйте, Халил! Чтобы одновременно подключить к котлу радиаторы отопления и водяной теплый пол, потребуется коллекторный узел. Его покупают в сборе (цена 10-20 тыс. руб., в зависимости от отапливаемой площади), или, при наличии опыта, собирают своими руками.

К примеру, цена на насосно-смесительный узел VALTEC COMBI стоит почти 15 тыс. руб. без учета коллекторов.

Valtec Combi с насосом 180 мм

Трехходовой и двухходовой клапан

Двухходовой или трехходовой клапан для теплого пола играет важную роль при обустройстве систем, основанных на использовании жидкого теплоносителя. Данное устройство предназначено для осуществления соответствующей терморегуляции и является обязательной составляющей смесительного узла. Традиционно, температура теплоносителя составляет от 60 до 80 °C, в то время как температура обогревающей поверхности не должна превышать значения в 35-40 градусов, в зависимости от настройки системы.
Для того чтобы исключить возможность перегрева, который негативно сказывается на микроклимате в помещении, а также состоянии напольных покрытий, используется термостатический коллекторный узел, в котором производится смешение горячего теплоносителя и холодной воды из системы обратного потребления, что необходимо для достижения оптимальной температуры. Такой подход гарантирует соблюдение соответствующего теплового режима и рациональное потребление ресурсов.

Использовать теплый пол можно в различных помещениях для их дополнительного обогрева

Место расположения коллекторного узла планируется еще на стадии составления проекта теплого пола, поэтому изначально учитывается его специфика и принцип монтажа в зависимости от использования определенных составляющих.

Где нужно ставить клапан

В большинстве частных домов используются только ручные радиаторные вентили. Их вполне достаточно, чтобы настроить нормальную работу водяного отопления в коттеджах площадью до 500 м². Монтаж балансовых кранов магистрального типа производится в таких случаях:

  • в зданиях с разветвленной отопительной сетью, состоящей из множества стояков;
  • в многоквартирных домах, обогреваемых собственной котельной;
  • при обвязке твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

Когда мы разобрались с назначением балансировочных вентилей, укажем конкретные места их установки. Радиаторные краны нужно ставить на выходе батарей, а магистральные – на обратной трубе с охлажденным теплоносителем. Если же элемент задействован в паре с автоматическим регулятором давления, то он может стоять как на подающем, так и обратном трубопроводе в зависимости от спроектированной схемы.

Пример схемы с групповой балансировкой стояков

Справка. В алюминиевых и стальных радиаторах с нижним подключением балансировочный кран встроен в специальную фурнитуру, предназначенную для присоединения подводок к таким приборам.

Выделим моменты, когда ставить регулирующие клапаны не нужно:

  • в тупиковых системах небольшой протяженности с равными по гидравлике «плечами»;
  • если все батареи оснащены термостатическими клапанами с преднастройкой;
  • на последнем (тупиковом) радиаторе;
  • в системах отопления коллекторного типа.

Специальная арматура для нижнего подключения оснащается встроенными балансирующими клапанами
Терморегуляторы с преднастройкой, стоящие на подаче воды в батарею, одновременно играют роль балансового вентиля, поэтому на выходе отопительного прибора достаточно установить отсекающий шаровой кран. Такая же арматура монтируется на подводках последнего в цепочке радиатора, поскольку регулировать его бессмысленно, он должен быть открыт полностью.

Применение двухходового клапана

Двухходовой кран в составе коллекторного узла используется при создании систем водяного теплого пола наиболее часто. Он обеспечивает плавное смешение горячего теплоносителя с холодной водой и имеет более простое устройство. По сути, термостатический комплекс представляет собой трубу соответствующего диаметра, к которой подсоединены краны, через которые поступает холодная вода и теплоноситель определенной температуры.

Стандартная комплектация устройства включает в себя такие составляющие как:

  • Термостатический вентиль.
  • Термоголовка с датчиком выносного типа.
  • Регулировочный кран.
  • Датчик ограничения температурного режима.
  • Измерительное устройство.
  • Насос с циркуляционной подачей воды.
  • Водяной фильтр.
  • Клапан обратной подачи.

Двухходовой кран работает при помощи использования термодатчика, управляющего закрытием и открытием устройства. При достижении заданной температуры подача теплоносителя от основного отопительного устройства отсекается и производится его разбавление до установленного значения. Соответственно, поступление горячей воды осуществляется не на постоянной основе, а только при снижении температурного режима и открытии крана.

Двухходовой клапан используется для регулировки теплоносителя

Использование такой системы предполагает установку байпаса с предохранительным клапаном, который будет отвечать за сброс избыточного давления в магистраль обратного типа. Присутствующий в системе водяного теплого пола термостатический двухходовой кран исключает возможность ее перегрева, тем самым в помещении достигается оптимальный температурный режим.

В ходе создания такой конструкции используются три режима смешивания: комбинированный, последовательный и параллельный. Первый применяется в сложных комплексах, включающих несколько насосов циркуляционного типа и имеющих многочисленные ответвления. В данном случае можно регулировать уровень давления в отдельных магистралях и при необходимости, переключаться на последовательный или параллельный режим.

Читайте также:
Как померять толщину кирпича

Двухходовой кран с терморегулятором позволяет автоматически регулировать подачу теплоносителя

При параллельном подключении присутствует разделение систем трубопроводов, а регулировку подачи теплоносителя осуществляет термоклапан. Данный подход считается самым простым, но не особо эффективным из-за существенной потери тепла. Последовательная система считается более эффективной. Она имеет большую производительность и используется для схем с четырьмя и менее контурами.

Зачем нужны балансировочные вентили

Сразу оговоримся, что далеко не каждая система требует балансировки как таковой. Например, 2—3 коротких тупиковых ветви с 2 батареями на каждой способны сразу включиться в нормальный рабочий режим при условии, что верно подобраны диаметры труб, а расстояния между приборами небольшие. Теперь давайте разберем 2 ситуации:

  1. К котлу подключены 2—4 ветви отопления неравной длины с числом радиаторов от 4 до 10.
  2. Тот же расклад, но с батареями, оснащенными термостатическими вентилями (описаны в другой публикации).

Пример тупиковой схемы с плечами неравной длины и нагрузки. На последнем радиаторе короткой ветви тоже нужен балансовый вентиль
Поскольку основная масса воды всегда течет по пути наименьшего гидравлического сопротивления, в ситуации №1 большее количество тепла получат первые отопительные приборы, расположенные близко к котлу. Если поступление теплоносителя к этим радиаторам не ограничить, то последние батареи в цепочке нагреются гораздо слабее, разница температур между ними может составить 10 °С и более.

Чтобы направить к дальним батареям требуемое количество теплоносителя, на подводках к ближним приборам ставятся радиаторные балансировочные вентили, изображенные на фото. Они ограничивают проток воды, частично перекрывая проходное сечение труб и увеличивая гидравлическое сопротивление участка.

Таким же образом регулируется подача теплоносителя в системах с пятью и более тупиковыми ветвями. На врезках, приближенных к теплогенератору, устанавливаются ручные балансировочные краны, предназначенные для трубопроводов. Частично перекрывая проход воде, они направляют основной поток дальше по магистрали.

Ситуация №2 сложнее. Установка радиаторных термостатов с головками позволяет менять расход теплоносителя в автоматическом режиме по мере необходимости. Но представьте, что в ближней к котлу комнате распахнулось окно, температура воздуха упала, а терморегулятор полностью открылся. Тогда в последнем помещении тоже станет холоднее, ведь ему не хватит тепла, отнятого первой батареей.

Задача вентилей – ограничить расход теплоносителя на стояки (или горизонтальные ветви)

На длинных ветвях с большим числом отопительных приборов, оборудованных термоголовками, клапаны балансировочные совмещаются с автоматическими регуляторами перепада давления, как это сделано выше на схеме.

Регуляторы, связанные капиллярными трубками с балансовыми кранами, реагируют на уменьшение/увеличение расхода воды и поддерживают давление в обратке на одном уровне. Тогда всем потребителям хватает теплоносителя, несмотря на срабатывание термоклапанов. О пользе таких регулировочных кранов подробно рассказывается в видео:

Применение трехходового клапана

Использование трехходового клапана в системе водяного теплого пола является более универсальным. Работа коллектора данного типа заключается в смешивании теплоносителя, поступающего непосредственно из отопительного устройства и воды из системы обратного типа. В большей части случаев, такой подход предусматривает наличие сервоприводов, позволяющих осуществлять управление термостатическими агрегатами и контроллерами погодного типа. Таким образом, достигается автоматическая работа обогревающей конструкции, которая заключается в смешивании теплоносителя до заданной температуры.

Трехходовой кран необходим для создания многоконтурных систем теплого пола

Недостатки использования клапана трехходового типа

  • Присутствует возможность получения несоответствующего сигнала термостата, при котором будет произведено полное открытие клапана и подача теплоносителя слишком высокой температуры, что может спровоцировать разрыв труб водяного пола.
  • Необходима более точная регулировка. Трехходовые клапаны имею значительную пропускную способность, что требует более тщательного контроля над температурой, ведь ее повышение может отрицательно сказаться как на микроклимате в помещении, так и на сохранности напольных покрытий.

Трехходовой кран устанавливается в системах водяного теплого пола

В конструкциях теплого водяного пола трехходовой клапан оптимален в случае наличия значительного количества контуров, или же при создании системы с регулировкой в зависимости от погодных условий.

Как выбирать

Устройство теплого пола даже в частном доме – достаточно сложная инженерная система с неоднозначным результатом. При некачественной регулировке вся выгода может исчезнуть, поэтому нельзя экономить на коллекторном узле и регулировочной арматуре. Хорошие трехходовые клапаны недешевы, на рынке или в интернете велика вероятность приобрести некачественную продукцию.

Для системы теплого пола лучше покупать оборудование в гипермаркете или специализированном магазине. Сертификат должен быть обязательно! Или паспорт с «мокрой» печатью и заполненной гарантией. Чек нужно сохранить.

Обычно покупают изделия из латуни. Клапаны из нержавеющей стали стоят дороже и реже продаются. Силумин не стоит даже рассматривать – изделия из него плохо переносят постоянные открытия-закрытия, а регулировочная арматура стоит немало.

При покупке в магазине необходимо осмотреть клапан – чтобы не было сколов, трещин, замятий. Нужно постараться заглянуть внутрь клапана – на латунных изделиях без покрытия внутренняя часть должна быть золотистой (а не бело-серебристой, как у силумина). Можно сориентироваться по весу. Силуминовые изделия весят намного меньше латунных – плотность латуни примерно в три раза больше, чем у силумина.

Популярные производители

На первом месте по качеству – продукция шведской фирмы ESBE. Фирма более ста лет выпускает трубную арматуру различного назначения. Второе место занимает американская компания Honeywell. Распространена арматура фирм HEIMEIER, HERZ, Navien, Danfoss, Mut, Oventrop, Siemens. Стоимость этих изделий опережает качество. Более приемлемая цена у продукции совместного итальянско-российского производителя Valtec.

Примерная цена

Таблица выше это цены на Трехходовой клапан с термоголовкой. Чтобы узнать, сколько стоит оборудование в вашем регионе, лучше обратиться в ближайший строительный гипермаркет. Примерные цены на трехходовой клапан с электроприводом:

Преимущество теплых водяных полов с коллекторным устройством

  • В первую очередь, стоит обратить внимание на экономичность данных систем. Они не требуют дополнительных энергозатрат благодаря использованию теплоносителя из основной отопительной системы.
  • При помощи такого принципа обогрева помещений присутствует возможность создания оптимального микроклимата в помещении.
  • Присутствует возможность экономии, если применяются контроллеры погодозависимого типа. При понижении или повышении температуры за пределами помещения, осуществляется автоматическая регулировка системы обогрева в зависимости от имеющихся теплопотерь. Это гораздо удобнее, чем ручное управление заслонкой крана, отвечающей за поступление теплоносителя.
  • Теплые полы совершенно безопасны. Они имеют комфортную температуру, и при прикосновении к поверхности невозможно получить ожог, чего не скажешь об обогревателях другого типа.
  • При помощи таких отопительных систем можно экономить до 30% энергозатрат. Водяной теплый пол считается наиболее экономичным и рациональным способом обогрева.
  • Повышение гигиенических характеристик тоже присутствует. Довольно часто именно пол является оптимальной средой для размножения болезнетворных микроорганизмов ввиду постоянно повышенной влажности в холодное время года. Использование водяных систем обогрева исключает такую возможность потому, как напольные покрытия всегда хорошо просушиваются.
Читайте также:
Как построить надежную и красивую баню из газосиликатного блока?

Заключительный вывод

Если вы самостоятельно занимаетесь монтажом отопления, то наверняка столкнетесь с балансировкой. Когда на всех радиаторах, кроме последнего, стоят балансировочные клапаны, процедура не доставит больших хлопот. Лучше брать вентили, регулируемые ключом либо отверткой, а не пластиковой рукояткой, чтобы до них не добрались дети. Не исключено, что зимой положение шпинделей придется корректировать, ведь теплопотери в помещениях бывают разными. Единственный нюанс: не делайте резких движений и открывайте краны в холодных комнатах потихоньку, по ¼ оборота.

Что собой представляет термостатический клапан для тёплого пола?

Как видно на фото, данное устройство имеет металлический корпус с некоторым числом входов (выходов), у этой модели их три (следовательно, это трехходовой клапан):

Внутри корпуса есть шток, соединённый с сегментарным (полукруглым) затвором. Снаружи к штоку прикреплена рукоятка (на фото белый «грибок»), с помощью которой шток можно поворачивать, отчего затвор будет открывать или прикрывать протоки теплоносителя, тем самым распределяя их в нужную сторону.

Вместо рукоятки может быть сервопривод, но суть от этого не меняется.

Виды термостатических клапанов.

. по способу управления

Термостатический клапан для тёплого пола, применяемый в смесительных узлах, бывает ручного управления и автоматического.

Автоматические клапаны могут быть оснащены сервоприводом. Сервопривод очень удобная, хоть и довольно дорогая вещь, и не каждому кошелёк позволяет его устанавливать.

Впрочем, клапан с ручной регулировкой также не доставляет никаких проблем.

. по числу проходов

На фото ниже 4-ходовой клапан с ручным управлением:

Такой клапан может и смешивать и разделять потоки. Управляется клапан рукояткой (синяя), рядом с которой есть градуировка, с помощью чего можно установить пропорции смешивания потоков.

Для тёплого пола обычно используется трехходовой термостатический клапан. На фото ниже трехходовой клапан ручного управления:

И ещё один трехходовой клапан с ручным управлением:

Хоть клапаны и отличаются внешне, но принцип их работы одинаков.

. по виду управления потоками

Есть клапаны на слияние потоков и на разделение. При покупке нужно смотреть схему, как правило, нанесённую на корпус клапана. В водяном полу клапан применяется в смесительном узле, название которого ясно намекает, что потоки смешиваются, то есть «слияются»

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.

Читайте также:
Ледебурия: описание, виды и выращивание

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.

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.
Читайте также:
Как применить цементный раствор вместо плиточного клея

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.

Теплоаккумулятор для котлов отопления: варианты, расчет объема, сборка своими руками

Буферный теплоаккумулятор для котлов отопления представляет собой резервуар, в котором сохраняются избытки тепла, возникшие во время использования нагревательного элемента. Этот накопленный ресурс можно запустить в отопительную систему в тот период, когда котел не подвергается плановой нагрузке.

Зачем нужен теплоаккумулятор для котлов отопления?

Грамотно подобранный агрегат способствует существенному уменьшению расходов, связанных с использованием энергоресурса (экономия может достигать 50%). Буферная емкость предотвращает растрескивание чугунных компонентов системы вследствие резкого скачка температуры среды. Если внедрить новейшие температурные датчики, интеллектуальные регуляторы и автоматизировать вывод тепла из накопителя в систему, теплоотдача значительно возрастет, обслуживание здания потребует меньше топлива.

Обычно теплоаккумулятор выглядит как вертикальный цилиндрический резервуар с внутренним покрытием из бакелитового лака, выполненный из высокопрочной стали. Внутренний слой защищает материал от контакта с агрессивной средой – горячей водой, концентрированными кислотами, солевыми растворами. Устойчивость внешних поверхностей подкрепляется слоем порошковой краски.

Теплоаккумулятор для котлов отопления позволяет существенно уменьшить расход ресурсов

В верхней части агрегат соединяется с трубой, ведущей от котла – твердотопливного, газового, электрического, работающего от солнечной энергии, через нее поступает горячая среда. По мере остывания вода опускается к циркулярному насосу, последний направляет ее в магистральный проход к котлу, где осуществляется следующий цикл подогрева. Котел работает ступенчато, и во время его простоев вода из теплоаккумулятора поступает в систему. Таким образом даже когда нагревательный элемент не активен, батареи остаются теплыми, жильцам доступна горячая вода.

Расчет объема накопительного бака

Рассматриваемое оборудование принято устанавливать в помещении (котельной или отдельной комнате), так как на улице его теплоемкость будет существенно ниже. Расчет объема теплоаккумулятора для котла отопления производится с учетом наличия свободной площади, и здесь принято использовать следующее соотношение: на каждый киловатт мощности, требуемой для обогрева, необходимо предусмотреть 25-50 л рабочей среды.

Точный расчет накопительной емкости произведут специалисты, но для определения примерных показателей предполагают, что во время функционирования котла вода нагреется до 90°С, во время его простоя температура опустится до 50°С. Образуется разница в 40°С, и для определения требуемого объема бака необходимо выявить оптимальное значение отдаваемого тепла. Например, для резервуара в 3,5 куб. м этот показатель составляет 210 кВт/ч, для 2 куб. м – 115 кВт/ч.

Виды тепловых аккумуляторов

В зависимости от конструкционных особенностей:

  • пустотелые резервуары (не оснащены внутренними теплообменниками),
  • имеющие 1 или 2 змеевика – такие экземпляры усиливают потенциал системы,
  • со встроенными баками.

Пустотелые агрегаты – это самые простые решения, они обслуживают системы с уже обустроенными инструментами горячего водоснабжения.

В бойлерах, оснащенных змеевиками, верхний из них нужен для сбора тепловой энергии, а нижний осуществляет прогревание непосредственно емкости. Затраты на приобретение и установку здесь вполне оправданы: пользователи круглосуточно получают доступ к горячей воде, функционал отопительной системы становится гораздо более эффективным.

Модули, имеющие внутренние бойлеры, как и предыдущий вариант, не только собирают излишки выработанного тепла, но и поставляют необходимую для решения бытовых задач горячую воду. Для изготовления внутренней емкости используют легированную сталь, минимальный целесообразный объем – 150 л. Агрегат может использоваться как с дровяными, так и с электрическими и газовыми котлами, он успешно внедряется в закрытые и открытые системы.

Тепловые аккумуляторы для работы с электрическими котлами, размещают в непосредственной близости к ключевому оборудованию

Такие модели полностью окупаются за 2-5 лет. Чтобы уменьшить расходы, связанные с оплатой энергоресурса, специалисты рекомендуют перейти в режим ступенчатой тарификации.

В этом случае будут установлены временные рамки, в пределах которых расценки на электричество станут минимальными. В подобных условиях благодаря наличию в отопительной системе вместительного бойлера можно будет использовать котел в льготные часы, накапливая излишки тепла и расходуя их тогда, когда невыгодно включать нагревательный элемент.

Читайте также:
Краска для потолка "Снежка"

В обычных твердотопливных котлах сложно настроить точный уровень генерации тепла в соответствии с текущими потребностями, здесь резервуары выполняют роль буфера, позволяющего получать пользу в моменты возникновения избыточной энергии, сохраняя и направляя ее в радиаторы в периоды простоя.

Загородные домовладения все чаще оснащают солнечными коллекторами, позволяющими использовать в решении повседневных задач бесплатные природные ресурсы. Такие системы стоят дорого, требуют тщательного расчета, и для их полноценной эксплуатации необходимы усовершенствованные тепловые аккумуляторы. Неравномерное поступление солнечной энергии ввиду смены времени суток и погоды, сезонности компенсируется возможностью сохранения излишков.

Вопрос установки теплоаккумулятора особенно актуален в том случае, если отопление и горячее водоснабжение полностью базируется на этом источнике. Гелиоколлекторы, установленные на южной стороне, получают максимальный объем лучей и направляют их преобразованный эквивалент в инженерные системы дома.

Буферные резервуары здесь работают также, как и с твердотопливными котлами – сохраняют и равномерно распределяют тепловую энергию, расширяют возможности ее использования.

Как сделать теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками?

Простейшая схема сборки базируется на стальной бочке, если ее нет, можно самостоятельно сварить емкость аналогичной формы из листов нержавейки (толщина материала должна превышать 2 мм). Если используется открытая отопительная система, буферным резервуаром может служить прямоугольный бак из стали, для закрытых вариаций такой вариант не подойдет из-за высокого риска скачков давления.

Теплоаккумулятор для котлов отопления — схема

В качестве нагревательного элемента умельцы используют медную трубку: заготовку длиной 8-15 м и диаметром 2-3 см скручивают в спираль и помещают в резервуар. Сбор тепла будет осуществляться в верхней части емкости: в этой зоне обустраивается отводной патрубок, через который будет выводиться горячая вода, снизу предусматривают такой же элемент для поступления холодной. Чтобы контролировать поступление среды в накопительную зону, на отводы устанавливаются краны.

Бак проверяют на герметичность, если все швы выполнены качественно, приступают к формированию утеплительного слоя. Поверхность бака зачищают, обезжиривают, грунтуют, покрывают термостойкой порошковой краской (здесь она выступает в качестве защиты от коррозии).

Далее заготовку оборачивают рулонной базальтовой ватой, фиксируя ее скотчем или шнуром. Желательно также обернуть бак фольгированной пленкой или листовым металлом. Пенопласт и пенополистирол могут стать объектом интереса грызунов, поэтому не стоит использовать их в качестве утеплителя.

В новых слоях формируют зазоры для отводных патрубков, подключают емкость к системе отопления. Буферный резервуар оснащают термометром, взрывным клапаном и датчиками давления, позволяющими управлять степенью прогревания среды.

Купить или изготовить самостоятельно?

Это вопрос касается, в первую очередь, рисков, а не расходов. Отопительное оборудование представляет собой сбалансированную систему, и внедрение компонента, не прошедшего заводские испытания, о параметрах производительности которого есть лишь ориентировочное представление, может стать причиной поломки всей цепи. Экономия, проявившаяся в результате собственноручной сборки, нивелируется потенциальными расходами на отладку и ремонт дорогостоящих агрегатов.

Тепловой аккумулятор У200 Прометей – бюджетное решение для небольших систем

Профессиональный расчет теплового аккумулятора позволит приобрести модель, оптимально соответствующую эксплуатационным условиям и запросам жильцов. В этом случае следует ожидать снижения расходов на энергоресурсы, что более существенно, по сравнению со стоимостью аппарата.

Популярные модели российского производства

В число востребованного надежного и недорогого оборудования входят отечественные марки, зарекомендовавшие себя как достойные представители бюджетного сегмента. Яркие примеры таких брендов:

  • БТС,
  • «Теплодар»,
  • Бийский котельный завод,
  • «РВС-инженеринг»,
  • «Прометей»,
  • «Горыня»,
  • «Водосхема».

Высокую оценку у потребителей получила продукция компании «Прометей», особенно модели 500 и 750 (маркировка соответствует полезному объему). Изделия современного дизайна из эмалированной стали имеют приемлемый для этой ниши вес – 165 и 195 кг соответственно, они ориентированы на твердотопливные котлы.

Компания «Теплодар» предлагает популярное бюджетное решение – тепловой аккумулятор У200 объемом 200 л. Это безопасное и эффективное решение, рассчитанное на обслуживание небольших систем.

Наряду с теплоаккумуляторами для котлов отопления российского производства пользуются спросом изделия из Швеции, Венгрии, Нидерландов. Примечательно, что отечественные модели не уступают зарубежным в эксплуатационном ресурсе и качестве сборки, но цена существенно ниже.

Теплоаккумулятор для котла

При проектировании системы отопления основные цели – это комфорт и безотказность. В доме должно быть тепло и уютно, а для этого в радиаторы всегда должен поступать горячий теплоноситель без задержек и скачков температуры.

С твердотопливным котлом это сложно реализовать, ведь не всегда удается вовремя заправить новую порцию дров или угля, а процесс горения сам по себе неравномерен. Исправить ситуацию поможет теплоаккумулятор для котлов отопления.

С простой конструкцией и принципом действия он способен избавить от целого ряда неудобств и недостатков классической схемы отопления.

  1. Зачем нужен
  2. Расчет
  3. Для периодической работы котла в течение суток
  4. Схема подключения
  5. Схема включения с подмешиванием
  6. Своими руками
  7. Российского производства

Зачем нужен

Теплоаккумулятор представляет собой хорошо утепленный резервуар большой емкости, наполненный теплоносителем, водой. За счет высокой теплоемкости воды при нагреве всего объема в емкости аккумулируется значительный запас тепловой мощности, которую можно использовать по назначению в то время, когда котел не справляется или вовсе бездействует.

Теплоаккумулятор фактически повышает объем теплоносителя в контуре отопления, теплоемкость и соответственно инертность всей системы. Для нагрева всего объема потребуется больше энергии и времени при ограниченной мощности отопления, но и остывать аккумулятор будет очень долго. По необходимости горячая вода из аккумулятора может подаваться в контур отопления и поддерживать комфортную температуру в доме.

Чтобы оценить преимущества теплоаккумулятора, проще всего рассмотреть для начала несколько ситуаций:

  • Твердотопливный котел лишь периодически подогревает воду. В момент розжига мощность минимальна, во время активного горения мощность возрастает до максимума, после прогорания закладки она вновь спадает и так цикл повторяется. В итоге температура воды в контуре постоянно колеблется в достаточно большом диапазоне;
  • Для получения горячей воды требуется установка дополнительного теплообменника или внешнего бойлера с косвенным нагревом, что существенно сказывается на работе контура отопления;
  • К системе отопления, построенной вокруг твердотопливного котла, подключить дополнительные источники тепла предельно сложно. Потребуется сложная развязка, желательно с автоматическим управлением;
  • Твердотопливный котел, даже длительного горения, постоянно требует внимания пользователя. Стоит пропустить время закладки новой порции топлива, как теплоноситель в контуре отопления уже начинает остывать, как и весь дом;
  • Часто максимальная мощность котла бывает избыточной, особенно весной и летом, когда не требуется максимальная отдача.
Читайте также:
Можно ли заморозить брынзу в морозилке и сколько она может храниться в таком виде

Решением для всех вышеперечисленных ситуаций становится теплоаккумулятор, притом бескомпромиссным и самым доступным в плане реализации и стоимости. Он выступает в роли узла развязки между твердотопливным котлом и контуром (-ами) отопления и отличной базовой площадкой для включения дополнительных функций.

По конструкции теплоаккумулятор может быть:

  • «пустым» – простая утепленная емкость с прямым подключением;
  • со змеевиком или регистром труб в качестве теплообменника;
  • со встроенным бойлерным баком.

С полным «обвесом» теплоаккумулятор способен:

  • Накапливать и сохранять значительный объем тепловой энергии, в первую очередь избыточную, с последующей отдачей его в контур отопления. Даже если пропустить одну или две заправки дров, и котел остановится, температура в доме опустится всего на пару градусов. Для электрокотлов есть возможность установить расписание, по которому трата электроэнергии будет происходить только ночью по сниженному тарифу, тогда как днем тепло будет поступать от теплоаккумулятора;
  • При наличии нижнего теплообменника – подключать дополнительные источники тепла, солнечный коллектор, запасной котел, работающий на газу или дизтопливе, геотермальный тепловой насос;
  • С вмонтированными ТЭНами использоваться в качестве запасного источника тепла на случай, если твердотопливный котел не работает или отключен для профилактики и ремонта;
  • При наличии верхнего теплообменника – для подключения контура ГВС или бойлера косвенного нагрева. Некоторые модели теплоаккумуляторов вместо теплообменника снабжаются готовым бойлером, размещенным внутри основной емкости;
  • Реализовать дополнительную защиту в системах с принудительной циркуляцией на случай отключения электроэнергии, не допуская перегрева воды в котле. Рассматривая емкость как узел гидроразвязки, его можно подключить по смешанной схеме с котлом, выше него и трубами большего диаметра для поддержания естественной циркуляции. В это же время раздача по радиаторам будет осуществляться насосом в принудительном порядке.

Расчет

Мощность ,накапливаемая теплоаккумулятором (ТА), рассчитывается исходя из объема емкости, точнее массы жидкости в ней, удельной теплоемкости жидкости, используемой для его наполнения, и разницы температур, максимальной, до которой может нагреваться жидкость, и минимальной целевой, при которой еще может осуществляться забор тепла от теплоаккумулятора к контуру отопления.

  • Q = m*С*(T2-T1);
  • m – масса, кг;
  • С – удельная теплоемкость Вт/кг*К;
  • (Т2-Т1) – дельта температур, конечной и начальной.

Если вода в котле и соответственно в ТА нагревается до 90ºС, а нижний порог берется равным 50ºС, то дельта равняется 40ºС. Если брать в качестве наполнения ТА воду, то одна тонна воды при остывании на 40ºС выделяет примерно 46 кВт*часов тепла.

Объем 0,5 1 1,5 2 3 5
Аккумулируемое тепло при ΔT = 40ºC, кВт/ч 23 46 69 92 138 230

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

  • Время, в течение которого должно хватать накопленной энергии в ТА для покрытия теплопотерь дома;
  • Время, за которое должен нагреваться теплоноситель в ТА;
  • Мощность основного источника тепла.

Для периодической работы котла в течение суток

Если он нужен для перевода работы котла только на ночной или дневной режим, когда тепло поступает в течение ограниченного времени, то мощности ТА должно хватать для перекрытия теплопотерь дома за оставшееся время. В то же время мощности котла должно хватать для нагрева ТА в установленный срок и опять-таки для обогрева дома.

Допустим, что используется твердотопливный котел с закладкой дров только днем в течение 10 часов, расчетные теплопотери дома для самого холодного периода года составляют 5 кВт. В сутки требуется 120 кВт*часов для полного отопления.

Аккумулятор при этом используется в течение 14 часов, это означает, что в нем необходимо аккумулировать 5кВт*14часов =70 кВт*часов тепла. Если брать в качестве теплоносителя воду, то потребуется 1,75 тонны или же объем ТА 1,75 м3. Важно, что и котел при этом должен выдать в течение всего 10 часов всю необходимое тепло, то есть его мощность должна составлять более 120/10 = 12кВт.

Если теплоаккумулятор используется в качестве запасного варианта на случай выхода из строя котла, то запасенной энергии должно хватить хотя бы на сутки или двое для покрытия всех теплопотерь в доме. Если в качестве примера взять все тот же дом на 100 м2, то для его обогрева потребуется 240 кВт*часов за двое суток, а теплоаккумулятор, наполненный водой, должен иметь объем не менее 5,3 м3.

Зато в этом случае не обязательно ТА должен нагреваться в короткий промежуток времени. Достаточно полуторного запаса по мощности котла, чтобы накопить нужный объем тепла за неделю или две.

Расчет приблизительный, без учета снижения тепловой мощности радиаторов в зависимости от температуры теплоносителя и воздуха в помещении.

Схема подключения

В самом простом случае теплоаккумулятор включается последовательно между котлом и контуром отопления. Между ТА и котлом устанавливается циркуляционный насос, чтобы горячая вода поступала в верхнюю часть ТА, выталкивая холодную воду с нижней части в котел. Между ТА и контуром отопления устанавливается циркуляционный насос для забора горячей воды из верхней части и транспортировки к радиаторам.

Однако при этом существенно поднимается общая теплоемкость системы, и при начальном запуске отопления придется ждать, пока не нагреется весь объем ТА, прежде чем тепло дойдет до радиаторов.

Еще один вариант включения – параллельно котлу отопления. Данный вариант хорошо показывает себя в сочетании с гравитационной системой отопления. Верхний отвод теплоаккумулятора подсоединяется к самой верхней точке раздатки, а в нижнем точк – к котлу.

Из преимуществ только простота подключения и минимум используемых элементов.

Схема включения с подмешиванием

Лучше всего использовать схему включения с подмешиванием или гидроразвязкой. Используются трехходовые клапаны с термостатом. Теплоаккумулятор при этом устанавливается как отдельный элемент системы, параллельно контуру отопления.

Основная часть автоматики устанавливается на подающем трубопроводе: трехходовой клапан, термостаты, группа безопасности и т.д. По умолчанию трехходовой клапан направляет теплоноситель от котла к радиаторам, пока температура в помещении не достигнет требуемой отметки.

Схема подключения с подмешиванием

Как только необходимости в активном обогреве нет, клапан переводит часть теплоносителя от котла к теплоаккумулятору, сбрасывая лишнее тепло.

При достижении максимальной температуры воды в ТА и целевой температуры в радиаторах, срабатывает датчик, установленный в котле по перегреву, и он отключается. Пока же требуется обогрев или не прогрет теплоаккумулятор, работа котла продолжается.

Если по каким-то причинам котел перестал выдавать номинальную мощность или полностью выключился при снижении температуры на подающей линии, вода из теплоаккумулятора подмешивается в контур отопления, восполняя теплопотери системы.

Использовать можно несколько трехходовых клапанов на раздаче и на обратке и группу термостатов. Как вариант, в продаже имеются готовые сборки для подключения теплоаккумуляторов – блок автоматического подмешивания, например LADDOMAT.

Своими руками

При большом желании можно соорудить аккумулирующую емкость своими руками. В идеале она должна:

  • с запасом выдерживать номинальное давление в системе;
  • иметь расчетный объем;
  • быть защищенной от воздействия коррозии и высоких температур;
  • быть полностью герметичной.

Стандартная форма ТА – высокий цилиндр с полукруглым основанием и крышкой. Соотношение диаметра и высоты подбирается примерно 1 к 3-4, чтобы способствовать лучшему разделению тепла внутри емкости.

В этом случае с самой верхней точки идет забор горячей воды к радиаторам. Чуть выше центра вода отводится к контуру теплого пола, а в самой нижней точке ТА подключается обратная линия к котлу отопления.

Самостоятельно сварить цилиндрическую емкость практически невозможно. Проще возвести параллелепипед со схожей конфигурацией и соотношением сторон. Все углы следует дополнительно усилить.

Емкость обязательно утепляется. Использовать для этого лучше базальтовую или минеральную вату толщиной не менее 150 мм, для снижения теплопотерь через стенки.

Для установки теплоаккумулятора следует подготовить специальную опорную площадку, фундамент, способную выдержать огромный вес оборудования. Даже сам по себе аккумулятор может весить до 400-500 кг. Если же его объем, например 3 кубометра, то в наполненном виде его вес будет превышать 3,5 тонны.

Российского производства

На российском рынке представлено не так много теплоаккумуляторов отечественного производства, так как лишь недавно они стали активно внедряться в системы автономного отопления.

Как подобрать объем теплоаккумулятора?

Чтобы правильно подобрать объём теплового аккумулятора (ТА) в системе с твердотопливным котлом, нужно учесть сразу несколько факторов. В первую очередь ориентируйтесь на площадь отапливаемых помещений. Чем она больше, тем более вместительную буферную ёмкость потребуется установить. Второй важный момент — это качество утепления в конкретном частном доме. Если теплоизоляция здания выполнена плохо, то его тепловые потери могут значительно превышать стандартные показатели. В результате, общие рекомендации по расчёту объёма теплоаккумулятора для отопления могут не подойти.

Расчет объема теплоаккумулятора для дома по площади

Существуют усреднённые показатели объёма буферной ёмкости для дома с хорошим утеплением. Величина указывается в зависимости от площади помещений и лежит в пределах от 35 до 50 литров на 10 м². Так, например, для дома 100 м² потребуется тепловой аккумулятор вместительностью от 350 до 500 литров, а для дома 150 м² нужно будет установить более просторный резервуар объёмом 500-750 литров.

Тут важно сказать про качество утепления. Суммарные теплопотери дома измеряются в зависимости от его площади. По актуальным СНиПам они не должны превышать 50 Вт на 1 м² в среднем за самые холодные 7 дней в году. То есть потери тепла для дома 100 м² составят 5 кВт·час. Достичь этого можно только если в процессе строительства использовались современные теплоизоляционные материалы с правильным расчётом термозащитного слоя.

Для каждого типа ограждающих конструкций, от фундамента до крыши, существуют свои нормы и предписания по использованию тех или иных материалов с определёнными характеристиками теплопроводности. На теплопотери дома влияет также качество установленных стеклопакетов и дверей. Вместе с тем важно понимать, что даже если эти элементы ограждающих конструкций дома обладают высокой теплозащитой, то ошибки, допущенные в процессе установки хороших окон и дверей могут свести на нет все их положительные качества.

Кроме того, в зависимости от погоды за окном, скорость остывания постройки сильно отличается и расход тепловой энергии для поддержания комфортного уровня температуры будет разным. В межсезонье, когда за окном +3° — +5°, небольшая буферная ёмкость вполне способна выполнять свои прямые задачи и резервуар большего объёма просто не требуется. Но зимой, при -25 °С, чтобы не приходилось ночью вставать и идти подбрасывать дрова в топку, лучше иметь теплоаккумулятор из расчёта не менее 50 л на 10 квадратных метров.

Видео с нашим специалистом по подбору теплоаккумулятора?

Как лучше выбирать тепловой аккумулятор

Описанная выше технология подбора основана на практическом опыте установки теплоаккумуляторов в теплосистемы десятков частных домов. Разброс в конечном показателе вместительности ёмкости объясняется не одинаковыми потребностями различных систем отопления. Определяющим фактором здесь является то, насколько часто владелец частного дома готов подбрасывать топливо в свой твердотопливный котёл. Если есть необходимость максимально продлить период между закладками дров, то и объём теплового аккумулятора надо брать по верхней рекомендованной границе.

В то же время, не следует размещать слишком просторный резервуар для теплоносителя. Превышение указанного диапазона делает систему отопления слишком инерционной и снижает её эффективность. Всегда учитывайте, что по законам физики любой дополнительный элемент в системе понижает её КПД. Именно по этой причине более выгодно не выходить за пределы 50 л на 10 м² отапливаемой площади.

С другой стороны, установка буферной ёмкости с большим запасом может быть вполне уместной, если вопрос экономии топлива не стоит остро. Чем больше объём теплоносителя в резервуаре, тем больше тепла он способен запасти и тем дольше он будет поддерживать нужную температуру воды в батареях без необходимости запуска котла. Единственное неудобство, которое здесь появится — это скорость прогрева теплоаккумулятора. Если он значительно больше, чем рекомендовано, то для полноценного нагрева теплоносителя до 85-88 °С может понадобится от 2 до 4 закладок топлива.

С другой стороны, избыточную вместительность буферной ёмкости можно скомпенсировать увеличенной мощностью котла. Но тут уже нужно ориентироваться по размеру бюджета, отведённого на организацию системы отопления. Совокупная стоимость производительного теплогенератора на твёрдом топливе и теплового аккумулятора соответствующего объёма может обойтись недешево. Ходить в котельную только один раз в сутки, конечно, удобно, но и два раза в сутки вполне приемлемый интервал, чтобы не переплачивать в полтора — два раза на создании системы отопления.

Оптимальный объем теплоаккумулятора по мощности котла

Если ориентироваться на мощность установленного теплогенератора, то наиболее выгодным решением будет приобретение резервуара, объёмом по 50 литров на каждый кВт мощности котла. Опять же, цифра усреднённая и берётся исходя из наличия хорошего утепления конструкции дома. Например, если стоит вопрос, как рассчитать объем теплоаккумулятора для твердотопливного котла 12 кВт, то оптимальная вместительность ёмкости составит 600 литров.

Такое соотношение позволит закладывать топливо в котёл в среднем два раза в сутки. Важно также, чтобы теплоаккумулятор был правильно подключён. Только соблюдение всех правил монтажа и грамотный расчёт каждого элемента системы отопления даст возможность тепловому аккумулятору эффективно накапливать энергию, произведённую котлом. Ошибки в обвязке твердотопливного теплогенератора способны не только заметно снизить КПД работы теплового аккумулятора, но и вообще свести на нет пользу от него.

Главный вопрос при выборе теплоаккумулятора

Система без теплового аккумулятора — это очень нестабильная и капризная теплосистема. При естественных температурных колебаниях на улице, режим работы котла всё время будет нуждаться в регулировке. Без буферной ёмкости, единственный вариант настройки количества теплоотдачи устройства лежит в ограничении интенсивности горения топлива. Процесс может быть реализован только увеличением или уменьшением тяги, то есть регулировкой подачи и оттока свежего воздуха в камере сжигания.

Такой способ контроля производительности теплогенератора неизбежно приводит к неполноценному сгоранию топлива. Вследствие этого в дымовых газах присутствует повышенное количество смолы и сажи, которые постоянно налипают на стенках котла и дымохода. В итоге эксплуатация такой системы отопления требует постоянного техобслуживания в виде трудоёмкой очистки внутренних поверхностей теплогенератора и дымовых каналов от прочного слоя дёгтя.

Можно ещё долго перечислять недостатки теплосистемы без буферной ёмкости, но лучше сразу сказать, что сейчас включение теплоаккумулятора в систему — это необходимость. И лучший вариант, безусловно, размещать резервуар, подбор объёма которого выполнен по указанным выше нормам. Однако, если бюджет ограничен, то установка ёмкости даже меньшей вместительности всё равно заметно облегчит процесс использования твердотопливного котла.

Чем ближе будет объём теплового аккумулятора к рекомендуемым в статье цифрам, тем реже придётся заниматься докладкой топлива в камеру сгорания. И здесь уже надо смотреть на размеры доступного бюджета. Если есть средства на размещение полноразмерного резервуара — хорошо. Если бюджет ограничен, то вполне уместно будет поставить даже небольшой ТА, так как он всё равно продлит время работы теплосистемы от одной загрузки дров. Кроме того, любой теплоаккумулятор защищает систему отопления от перегрева и от возникновения так называемого теплового удара.

Также обязательно принимайте во внимание вместительность вашей котельной. Специалисты рекомендуют устанавливать котёл и буферную ёмкость в отдельно стоящем помещении вне стен частного дома. Однако, это не всегда возможно и нередко котельная находится непосредственно внутри жилого здания. В этом случае её объём может быть ограничен, и установить туда можно только небольшой резервуар.

Если на момент возникновения вопроса «Как подобрать объём теплоаккумулятора?», в наличии есть достаточное количество средств, то оптимальным решением станет обращение к специалистам. Самостоятельное выполнение требуемых расчётов возможно, но только профессиональный инженер по проектированию теплосистем сможет точно сказать, какая ёмкость более предпочтительна для конкретного частного дома.

Тепловой аккумулятор – как расчитать объем

Что такое тепловой аккумулятор

Тепловой аккумулятор – устройство, предназначенное для накопления тепловой энергии с целью ее использования в домах, зданиях, на промышленном производстве.

Тепловой аккумулятор или, как его иногда еще называют – буферная емкость – ни что иное, как обыкновенная бочка (круглая или квадратная). Но бочка эта не простая, а волшебная.

Она способна экономить ваши деньги и создавать комфортную температуру в доме. У самой простой модификации теплового аккумулятора два выхода вверху и два внизу. Что еще может быть проще? Про тепловой аккумулятор наслышаны многие, но когда и как его применить, сэкономив при этом на отоплении, знают далеко не все.

Когда выгодно выполнить монтаж теплового аккумулятора:

– у вас стоит твердотопливный котел;

– вы отапливаетесь электричеством;

– в помощь к отоплению добавлены солнечные коллекторы;

– есть возможность утилизировать тепло от агрегатов и машин.

Самый распространенный случай применения теплового аккумулятора, когда в качестве источника тепла используется твердотопливный котел. Тот, кто пользовался твердотопливным котлом для отопления своего дома знает, какого комфорта можно добиться с помощью подобной отопительной системы. Затопил – разделся, прогорел – оделся. По утрам в доме с таким источником тепла не хочется вылазить из-под одеяла. Регулировать процесс горения в твердотопливнос котле очень трудно.Топить нужно и при +10С, и при -40С. Горение и количество выделяемого тепла будет одинаковым, только вот этого самого тепла нужно совсем по-разному. Что же делать? О каком КПД может идти речь, когда при плюсовой температуре приходится открывать окна. Ни о каком комфорте и речи быть не может.

Схема монтажа твердотопливного котла с тепловым аккумулятором – идеальное решение для частного дома, когда хочется и уюта, и экономии. При подобной компановке вы растапливаете твердотопливный котел, нагреваете воду в тепловом аккумуляторе и получаете столько тепла, сколько вам нужно. При этом котел будет работать на максимальной мощности и с наибольшим КПД. Сколько тепла дадут дрова или уголь, столько и запасете.

Второй вариант. Монтаж теплового аккумулятора с электрокотлом. Данное решение сработает, если у вас имеется двухтарифный электросчетчик. Запасаем тепло по ночному тарифу, расходуем и днем, и ночью. Если вы решили применить такую систему обогрева, лучше поискать тепловой аккумулятор с возможностью установки электротена прямо в бочку. Электротен стоит дешевле электрического котла, да и материала для обвязки котла не потребуется. Минус работа по монтажу электрокотла. Представляете сколько можно сэкономить?

Третий вариант, когда имеется солнечный коллектор. Весь избыток тепла можно скидывать в тепловой аккумулятор. В демисезонье получается отличная экономия.

Расчет теплового аккумулятора

Формула расчета очень простая:

Q — накопленная теплота;

m — масса воды в баке;

с — удельная теплоемкость теплоносителя в Дж/(кг*К), для воды равная 4200;

Т2 и Т1 — начальная и конечная температуры теплоносителя.

Допустим, у нас радиаторная система отопления. Радиаторы подобраны под температурный режим 70/50/20. Т.е. при опускании температуры в баке аккумулятора ниже 70С, мы начнем испытывать недостачу тепла, то есть попросту замерзать. Давайте расчитаем, когда это произойдет.

90 – это наши Т1

20 – температура в помещении. Она нам в расчете не понадобится.

Допустим, у нас тепловой аккумулятор на 1000 литров (1м3)

Считаем запас тепла.

Q =1000*4200*(90-70)=84 000 000 Дж или 84 000 кДж

1 кВт-ч = 3600 кДж

84000/3600=23,3 кВт тепла

Если теплопотери дома – 5 кВт в холодную пятидневку, то нам хватит запасенного тепла почти на 5 часов. Соответственно, если температура выше расчетной на холодную пятидневку, то теплового аккумулятора будет достаточно на более продолжительное время.

Подбор объема теплового аккумулятора зависит от ваших задач. Если необходимо сгладить температуру, ставим небольшой объем. Если требуется накопить тепло вечером, чтобы утром проснуться в теплом доме, нужен большой агрегат. Пусть стоит вторая задача. С 2300 до 0700 – должен быть запас тепла.

Предположим, что теплопотери – 6 кВт, а температурный режим системы отопления – 40/30/20. Теплоноситель в тепловом аккумуляторе может разогреться до 90С

Время запаса 8 часов. 6*8=48 кВт

V =172800/4200*50=0,822 м3

Тепловой аккумулятор от 800 до 1000 литров удовлетворит нашим требованиям.

Плюсы использования теплового аккумулятора в доме с утеплением

Если на вашем участке нет народного достояния – магистрального газа, впору задуматься о правильной системе отопления. Самое лучшее время, когда только готовится проект, а самое неподходящее – когда вы уже живете в доме и поняли, что отопление обходится очень дорого.

Идеальный дом для монтажа твердотопливного котла и теплового аккумулятора – это здание с хорошим утеплением и низкотемпературной системой отопления. Чем лучше утепление, тем меньше теплопотери и тем дольше ваш тепловой аккумулятор сможет поддерживать комфортное тепло.

Низкотемпературная система отопления. Выше мы привели пример с радиаторами, когда температурный режим составлял 90/70/20. При низкотемпературном режиме условия будут – 35/30/20. Почувствуйте разницу. В первом случае уже при понижении температуры ниже 90 градусов вы почувствуете недостачу тепла. В случае с низкотемпературной системой, можно спокойно спать до утра. Зачем быть голословным. Предлагаем просто посчитать выгоду.

Способ мы просчитали выше.

Вариант с низкотемпературной системой отопления

Q =1000*4200*(90-35)=231 000 000 Дж (231000 кДж)

231000/3600=64,2 кВт. Это почти в три раза больше при одинаковом объеме теплового аккумулятора. При теплопотерях – 5 кВт такого запаса хватит на всю ночь.

А теперь о финансах. Допустим, мы смонтировали тепловой аккумулятор с электрическими тенами. Запасаем по ночному тарифу. Мощность тенов – 10 кВт. 5 кВт уходит на текущий обогрев дома в ночное время, 5 кВт мы можем запасти на день. Ночной тариф с 23-00 до 07-00. 8 часов.

8*5=40 кВт. Т.е. днем мы будем пользоваться в течении 8-ми часов ночным тарифом.

С 1 го января 2015 года в Краснодарском крае дневной тариф составляет 3,85, ночной – 2,15.

Разница – 3,85-2,15=1,7 рубля

40*1,7=68 рублей. Сумма кажется маленькой, но не спешите. Выше мы давали ссылки на утепленный дом и неутепленный. Представим, что вами сделана ошибка – дом построен, вы уже прошли первый отопительный сезон и поняли, что отопление электричеством обходится очень дорого. Выше мы привели пример теплопотерь неутепленного дома. В примере теплопотери составляют 18891 ватт. Это в холодную пятидневку. Средняя за отопительный сезон будет ровно в 2 раза меньше и составит 9,5 кВт.

Следовательно, за отопительный сезон нам необходимо 24*149*9,5=33972 кВт

В рублях 16 часов, 2/3 (22648) по дневному тарифу, 1/3 (11324 кВт) по ночному.

Итого: 111541 руб. Цифра за тепло просто ужасающая. Такая сумма способна опустошить любой бюджет. Если же ночью запасти тепло, то можно сэкономить. 38502 рублей за отопительный сезон. Немалая экономия. Если у вас такие расходы, в пару к электрокотлу необходимо ставить твердотопливный котел или камин с водяной рубашкой. Есть время и желание – закинули дровишки, запасли тепло в тепловой аккумулятор, остальное добиваем электричеством.

В утепленном доме с тепловым аккумулятором стоимость отопительного сезона будет сопоставима с аналогичными неутепленными домами, в которых есть магистральный газ.

Наш выбор, когда нет магистрального газа, такой:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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