Eng Ru
Отправить письмо

Что такое электрический теплонакопитель и в чем его преимущество. Теплонакопитель электрический


Плюсы и минусы теплонакопителей, принцип работы

Гостиная

Добавил(а): Ольга 28 декабря

Системы отопления домов с использованием электрических источников пользуются заслуженной популярностью. Они не создают загрязнения воздуха дымом, копотью и другими вредными выделениями, не нуждаются в дымоходах, опасных в пожарном отношении и требующих специальных строительных мероприятий и дополнительного расхода дефицитных материалов. При использовании электроотопления не нужно сверлить стены, прокладывать трубы и все время опасаться утечки теплоносителя.

Чем обусловлено применение теплонакопителей

Основным недостатком отопления за счёт электрического нагрева является сравнительно большая стоимость энергопотребления, что важно, в особенности в современных условиях дефицита и высокой стоимости энергоресурсов. Вторым недостатком является неравномерность загрузки энергосистем, особенно региональных. Особую важность приобретает этот фактор в случае наличия в энергосистеме атомных станций, которые не очень хорошо реагируют на переменные нагрузки. Если в системе нет гидроаккумулирующих электростанций, то пиковые нагрузки становятся еще более затратными. Приходится вводить ограничения на потребление электроэнергии, внедрять многотарифные счётчики и систему оплаты.

Хорошим выходом из такой ситуации является применение теплонакопителя – специального прибора, работающего с аккумуляцией тепла. Он накапливает тепло ночью и потом отдаёт его в отапливаемое помещение в течение остального времени суток. Этот подход даёт возможность полезно использовать «ночной» тариф на электроэнергию. Такой прибор позволяет удовлетворить интересы потребителей тем, что помогает обеспечить комфортные условия проживания с минимальными денежными затратами. Это важно и для производителей электроэнергии, так как снижаются пиковые нагрузки. Накопитель тепла подключается к сети со стандартным бытовым напряжением двести двадцать вольт, как нормальный бытовой прибор.

Накопитель тепла подключается к сети со стандартным бытовым напряжением двести двадцать вольт, как нормальный бытовой прибор.

Какие выгоды даёт установка

В течение срока действия «ночного» тарифа этот прибор накапливает энергию в теплонакопительном сердечнике. Теплоизоляция сердечника работает, как термос, сохраняя надолго запасённое тепло. Она устроена так, что функционирует даже в условиях небольшой разницы температур. Воздух помещения нагревается путем прохождения через особые каналы в сердечнике, а температура регулируется заслонкой, положение которой определяется биметаллическим датчиком.

При высоте потолка в помещении до трёх метров мощность на один квадратный метр площади составляет 50–60 Ватт. Эта мощность выбрана из расчёта теплопотерь в 60–70 Ватт на квадратный метр.

В состав системы входят нужное по расчёту количество теплонакопителей и узел многотарифного учета электроэнергии. Все это подключается к единому унифицированному щиту для организации коммутации теплонакопителей и управления их работой.

Если основная система отопления недостаточно эффективна, то теплонакопители могут служить дополнительным источником нагрева, тем более, что все тепло от них подается в помещения

Эти приборы дают «сухое» тепло, что позволяет нивелировать негативное воздействие других возможных систем отопления на здоровье пользователей. Можно не бояться размораживания системы отопления, как, например, в случае водяных радиаторов. Как и электрические конвекторы, теплонакопители устанавливаются прямо в подлежащих отоплению помещениях, но в отличие от них существенно экономят электроэнергию. Если основная система отопления недостаточно эффективна, то теплонакопители могут служить дополнительным источником нагрева, тем более, что все тепло от них подается в помещения.

Установка теплонакопителей не требует наличия особых навыков, а их габариты не превышают размеры уже упоминавшихся традиционных водяных радиаторов. Дизайн приборов лаконичен, что позволяет вписать их в любой интерьер. Пользователи могут легко овладеть управлением теплонакопителями, так как система автоматизирована, проста, и ее работа описана в прилагаемой инструкции. Управление также не требует специальных навыков, система безопасна в эксплуатации и обеспечивает любые заданные параметры. Щит управления позволяет задавать требуемый температурный режим на неделю и в пределах дня. Система обогрева может работать и в автоматическом режиме, без присутствия людей.

Преимуществом использования теплонакопителей является, прежде всего, применение «ночного» тарифа, что выражается для частных потребителей в экономии сорока, а для организаций – двадцати пяти процентов от объема потребления из-за разницы в цене. Второй плюс состоит в экономии электроэнергии за счёт исключения «перетопа». Третье преимущество теплонакопителей связано с тем, что энергопотребление можно регулировать и уменьшать в течение периода неиспользования.

Для безопасности работы теплонакопителя необходимо заменить электропроводку и установить счетчик электроэнергии. Да, это недешево, но потом вы сами убедитесь в эффективности этой системы. А про тонкости электромонтажа можно почитать на сайте Stroy-Banya.com.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

prorab.guru

Смотри! Электрический теплонакопитель в чем его преимущество

Электрический теплонакопитель

Электрический теплонакопитель

Современные жилые дома и здания отапливаются не только при помощи газовых отопительных систем. Большую популярность в наши дни получает использование различных энергоэффективных приборов и устройств, различных производственных технологий. Но можно заметить также и тенденцию самого неэффективного использования электроэнергии.

Это использование на обогрев помещений. С началом каждого отопительного сезона, нагрузки на системы отопления становятся больше, а с наступлением морозов негативное влияние в значительной степени усиливается.

Электроотопление имеет свои преимущества, среди которых можно выделить:

  • безопасность;
  • экологичность;
  • качество отопления.

К недостаткам использования таких систем можно отнести стоимость электрической энергии. А так как тарифы на электроэнергию значительно дешевле в ночное время суток (при условии наличия двухфазного электросчетчика), многие потребители для экономии осуществляют все энергозатратные процессы в это время. Теплонакопитель предназначен именно для того, чтобы оптимизировать затраты и выгодно использовать электроэнергию.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Конструкция теплонакопителя

Теплонакопитель стал первым устройством, появившемся на отечественном рынке, которое дает возможность применить все преимущества многотарифной системы учета электроэнергии. Этот прибор дает возможность экономить как производителям, так и потребителям электроэнергии:

  • благодаря использованию теплонакопителей, производители электроэнергии получают возможность выравнивать суточные графики потребления;
  • потребители электроэнергии получают экологически чистое тепло при минимальных затратах.

Электрический теплонакопитель состоит из структурных элементов. Он прост в использовании, а многие процессы можно регулировать вручную.

Корпус устройства изготовлен из листовой стали и покрыт жаропрочным лаком. Внутри находится теплонакопительное ядро с теплоизоляционной защитой. Внутри ядра расположены нагревательные элементы. Теплоотдача обеспечивается благодаря вентилятору. Вентилятор создает необходимый поток воздуха из помещения. Поток идет через систему каналов идущих от теплонакопительного ядра. Таким образом, происходит нагрев воздуха непосредственно возле отверстия выхода.

Смешивание потоков воздуха осуществляется при помощи смесительного клапана. Суточный цикл работы системы состоит из двух автономных режимов:

  • заряда и накопления тепла;
  • разрядки и теплоотдачи.

Минимальная конфигурация системы отопления, которая работает с использованием теплонакопителя: теплонакопитель — пускатель — комнатный реостат. Пускатель используется для подачи сигнала на включение или выключение ТЭНа.

Датчик комнатной температуры или реостат осуществляет управление встроенным в теплонакопитель вентилятором и тем самым регулирует процесс теплоотдачи. Таким образом осуществляется контроль температуры в помещении. Процессом накопления тепла можно руководить и вручную. Для этого на переднюю стенку теплонакопителя вынесен датчик контроля нагрева.

Для эффективной работы теплонакопителя необходимо установить многотарифный счетчик, в который вмонтировано устройство переключения тарифов. Этот блок раздельно учитывает электроэнергию потребляемую в различное время суток.

Конструкция теплонакопителя

Конструкция теплонакопителя

Принцип работы теплонакопителя

Электрический теплонакопитель представляет собой автоматическое устройство, которое относят к аккумуляторному типу. Прибор отличает возможность накапливать, а потом и отдавать тепло. Тепло, которое накапливает устройство хранится как в термосе. Отдача происходит по мере надобности. Полный цикл работы теплонакопителя составляет одни сутки.

Электрический теплонакопитель может функционировать в двух режимах.

Запуск режима «заряд и накопление тепла» осуществляется в ночное время суток, так как именно в это время электроэнергия стоит дешевле. Полученное тепло сберегается в специальных теплонакопительных блоках. Степень нагрева блоков регулируется при помощи регулятора манометрического типа. Конструкция оснащена также биметаллическим термопредохранителем, который обеспечивает защиту от перегрева. Термоизоляционные пластины не дают накопителю терять тепло.

Режим «разряд и теплоотдача» запускается теплонакопителем по необходимости. Требуемое значение температуры может быть установлено на терморегуляторе в каждом помещении или комнате здания. Как только температура начинает снижаться, включается вентилятор, при помощи которого в каждую комнату поступает теплый воздух. Вентилятор расположен внутри блоков накопителя. Как только через эти каналы проходит воздух, он нагревается и поступает обратно в помещение. Управлять нагревом и не допускать перегревов можно при помощи биметаллического датчика.

Принцип действия теплонакопителя

Принцип действия теплонакопителя

Принцип действия теплонакопителя по сути заключается в том, что прибор подключается к питанию для нагрева в то время, когда электроэнергия стоит меньше.

Преимущества использования теплонакопителя

Основными преимуществами электрического теплонакопителя можно смело назвать:

  1. Экономичность. При использовании прибора с автоматикой стоимость 1 кВт потребляемой энергии будет меньше в 4 раза.
  2. Надежность. Прибор совершенно не требует особенного ухода или обслуживания. Практика использования показывает что средний срок службы теплонакопителя составляет до 30 лет.
  3. Пожаробезопасность. Внешняя оболочка прибора совершенно не нагревается и исключает возможность возникновения пожара.
  4. Универсальность. Существуют модели прибора различной мощности и размера. Благодаря этому, системы накапливания тепла можно использовать для помещений любых размеров. Может использоваться в качестве дополнительного источника обогрева.
  5. Экологичность. Теплонакопитель представляет собой не только чистый, но даже благоприятный для экологии и окружающей среды прибор. Нагревательные части не имеют контакта с воздухом и, следовательно, не сжигают находящийся в помещении кислород.
  6. Современность. Прибор изготовлен из современных материалов с использованием передовых технологий. На сегодняшний день считается перспективным механизмом для обогрева помещений во многих странах мира.

Электрический теплонакопитель представляет собой прибор аккумуляторного типа, который, в отличие от привычных нагревательных устройств дает возможность управлять процессом подачи тепла, и позволяет экономить расходы на электроэнергию.

Применение электрических теплонакопителей

Схема установки теплонакопителя

Схема установки теплонакопителя

Для обеспечения достаточного обогрева помещений при помощи электрического теплонакопителя организуются отопительные системы. Они могут отличаться между собой в зависимости от площади, которая нуждается в обогреве. В целом механизм может содержать следующие элементы:

  • один и более комнатных регуляторов;
  • один и более теплонакопителей;
  • систему управления;
  • датчик реагирующий на погодные условия;
  • счетчик электроэнергии.

Системы электрических теплонакопителей могут использоваться для самых разных целей и устанавливаться в помещениях различной площади и планировки.

Полезное видео

Наглядно убедиться в преимуществах использования теплонакопителя вы можете, посмотрев видео ниже:

Несмотря на то, что стоимость данного прибора достаточно высока, он пользуется большой популярностью благодаря тому, что расходы на его приобретение быстро окупаются в процессе его эксплуатации.

elektrika.wiki

Теплоаккумулятор для котлов отопления - назначение, расчет и монтаж

Отсутствие возможности использовать в качестве источника энергии для обогрева жилья относительно недорогой природный газ вынуждает хозяев домов искать другие приемлемые решения. Так, в регионах, где нет особых проблем с заготовкой или приобретением дров, на помощь приходят твёрдотопливные котлы. Случается и так, что единственной альтернативой становится электрическая энергия. Кроме того, все активнее используются новые технологии, позволяющие направлять на нужды отопления энергию солнечного излучения.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Все эти подходы не лишены существенных недостатков. Так, к ним можно отнести неравномерность, выраженную периодичность поступления тепловой энергии. В случае с электрическим котлом основным негативным фактором будет высокая стоимость потребленной энергии. Очевидно, что существенно поднять экономичность системы отопления, улучшить эффективность, равномерность ее работы, максимально упростить эксплуатационные операции помогло бы включение в общую схему специального прибора, который стал бы накапливать невостребованную в текущий момент тепловую энергию и отдавать ее по мере необходимости. Именно такую функцию выполняет теплоаккумулятор для котлов отопления.

Содержание статьи

Основное предназначение теплоаккумулятора системы отопления

  • Простейшая система отопления с твердотопливным котлом обладает выраженной цикличностью работы. После загрузки дров и их розжига, котел постепенно выходит на максимальную мощность, активно передавая тепловую энергию в контуры отопления. Но по мере прогорания загрузки теплоотдача начинает постепенно снижаться, и теплоноситель, разносимый по радиаторам, остывает.
Работа обычного твердотопливного котла характеризуется выраженным чередованием пиков и "провалов" в выработке тепловой энергии

Работа обычного твердотопливного котла характеризуется выраженным чередованием пиков и «провалов» в выработке тепловой энергии

Получается, что в период пиковой выработки тепла оно может остаться невостребованным, так как настроенная, оснащенная термостатическим регулированием система отопления лишнего не возьмет. Но в период догорания топлива и, тем более, простоя котла тепловой энергии будет явно недоставать. В итоге часть топливного потенциала расходуется просто впустую, но при этом хозяевам приходится достаточно часто заниматься загрузкой дров.

В определенной степени остроту этой проблемы можно снизить установкой котла длительного горения, но полностью снять – не получается. Несовпадение пиков выработки тепла и его потребления может оставаться достаточно существенным.

  • В случае с электрокотлом на первый план выступает высокая стоимость потребляемой энергии, что заставляет хозяев задуматься о максимальном использовании оборудования в периоды действия льготных ночных тарифов и минимизации потребления в дневные часы.

2016-03-04_142901Выгоды использования дифференцированной тарификации электроэнергии

При грамотном подходе к потреблению электроэнергии льготные тарифы могут принести весьма ощутимую экономию средств. Об этом подробно рассказано в специальной публикации портала, посвященной двухтарифным электросчетчикам.

Напрашивается очевидное решение – накапливать тепловую энергию ночью, чтобы достичь минимального потребления ее днем.

  • Еще ярче выражена периодичность выработки тепловой энергии в случае использования солнечных коллекторов. Здесь прослеживается зависимость не только от времени суток (ночью поступление вообще нулевое).
Работа солнечного коллектора очень зависима и от времени суток, и от погоды

Работа солнечного коллектора очень зависима и от времени суток, и от погоды

Не поддаются никакому сравнению пики нагрева в яркий солнечный день или в пасмурную погоду. Понятно, что напрямую ставить свою систему отопления в зависимость от текущих «капризов» природы – никак нельзя, но и пренебрегать столь мощным дополнительным источником энергии также не хочется. Очевидно, что требуется какое-то буферное устройство.

Эти три примера, при всей их разноплановости, объединяет одно общее обстоятельство – явное несовпадения пиков выработки тепловой энергии с рациональным равномерным ее использованием на нужды отопления. Для устранения этого дисбаланса и служит специальный прибор, называемый теплоаккумулятором (тепловым накопителем, буферной емкостью).

Принцип его действия основан на высокой теплоемкости воды. Если значительный ее объем в период пикового поступления тепловой энергии разогреть до необходимого уровня, то в течение определенного периода можно для нужд отопления использовать этот накопленный энергетический потенциал. Для примера, если сравнивать теплофизические показатели, то всего один литр воды при остывании на 1°С способен разогреть кубометр воздуха на целых 4 °С.

Тепловой аккумулятор всегда представляет собой объемный резервуар с эффективной внешней термоизоляцией, подключенный к контуру (контурам) источника тепла и контурам отопления. Простейшую схему лучше рассмотреть на примере:

Наглядная демонстрация принципа работы простейшего теплового аккумулятора

Наглядная демонстрация принципа работы простейшего теплового аккумулятора

Самый простой по конструкции теплоаккумулятор (ТА) – это вертикально расположенный объемный бак, в который с двух противоположный сторон врезаны четыре патрубка. С одной стороны он подключён к контуру твердотопливного котла (КТТ), а  с другой – к разведенному по дому контуру отопления.

После загрузки и розжига котла циркуляционный насос (Nк) этого контура начинает прокачивать теплоноситель (воду) через теплообменник. Из нижней части ТА в котел поступает остывшая вода, а в верхнюю прибывает разогретая в котле. Из-за существенной разницы плотности остывшей и горячей воды ее активного перемешивания в баке не будет – в процессе горения топливной закладки будет происходить постепенное заполнение ТА горячим теплоносителем. В итоге, при правильном расчете параметров, после полного прогорания заложенного горючего, емкость будет заполнена горячей водой, разогретой до расчетного уровня. Вся потенциальная энергия топлива (за вычетом, конечно, неизбежных потерь, отраженных в КПД котла), преобразована в тепловую, которая накоплена в ТА. Качественная термоизоляций позволяет сохранять температуру в баке в течение многих часов, а иногда даже – и дней.

Вторая стадия – котел не работает, но функционирует система отопления. С помощью собственного циркуляционного насоса контура отопления происходит прокачка теплоносителя по трубам и радиаторам. Забор производится сверху, из «горячей» зоны. Интенсивного самостоятельного перемешивания опять же не наблюдается – по уже упомянутой причине, и в трубу подачи поступает горячая вода, снизу возвращается охлажденная, и бак постепенно отдает свой нагрев в направлении снизу вверх.

На практике, в процессе топки котла отбор теплоносителя в систему отопления, как правило, не прекращается, и ТА будет накапливать лишь избыточную энергию, которая в текущий момент остается невостребованной. Но при правильном расчете параметров буферной емкости, ни один киловатт тепловой энергии не должен пропасть даром, и к концу цикла топки котла ТА должен быть в максимальной мере «заряжен».

Понятно, что цикличность работы подобной системы с установленным электрическим котлом будет завязана на льготные ночные тарифы. Таймер блока управления включит и выключит питание в установленный срок вечером и утром, а в течение дня контуры отопления будут питаться только (или преимущественно) из теплоаккумулятора.

Конструктивные особенности и основные схемы подключения различных теплоаккумуляторов

Итак, теплоаккумулятор всегда представляет собой объемный резервуар вертикального цилиндрического исполнения, имеющий высокоэффективную термоизоляцию и снабженный патрубками для подключения контуров генерации тепла и его потребления. А вот внутренняя конструкция может различаться. Рассмотрим основные типы существующих моделей.

Основные типы конструкций теплоаккумуляторов
Теплоаккумулятор с прямым подключением контуров выработки и потребления тепловой энергии

Теплоаккумулятор с прямым подключением контуров выработки и потребления тепловой энергии

1 – Самый простой тип конструкции ТА. Подразумевается прямое подключение и источников тепла, и контуров потребления. Такие буферные емкости используются в следующих случаях:

  • Если в котле и во всех контурах отопления применяется одинаковый теплоноситель.
  • Если максимально допустимое давление теплоносителя в контурах отопления не превышает аналогичный показатель котла и самого ГА.

В том случае, когда требование выполнить невозможно, подключение контуров отопления может производиться через дополнительные внешние теплообменники

  • Если температуры в трубе подачи на выходе их котла не превышает допустимой температуры в контурах отопления.

Впрочем, это требование также может быть обойдено при установке на контуры, требующие более низкого температурного напора, смесительных узлов с трёхходовыми кранами.

Теплоаккумулятор со встроенным теплообменником

Теплоаккумулятор со встроенным теплообменником

2 – Теплоаккумулятор снабжен внутренним теплообменником, расположенным в нижней части емкости. Теплообменник обычно представляет собой спираль, свитую из стальной нержавеющей трубы, обычной или гофрированной. Таких теплообменников может быть несколько.

Подобный тип ТА применяется в следующих случаях:

  • Если показатели давления и достигаемой температуры теплоносителя в контуре источника тепла существенно превосходят допустимые значения для контуров потребления и для самой буферной емкости.
  • Если есть необходимость подключения нескольких источников тепла (по бивалентному принципу). Например, на помощь котлу приходят гелиосистема (солнечный коллектор) или геотермальный тепловой насос. При этом чем меньше температурный напор источника тепла, тем ниже должен в ТА размещаться его теплообменник.
  • Если в контурах источника тепла и потребления используется различный тип теплоносителя.

В отличие от первый схемы, такому ТА свойственно активное перемешивание теплоносителя в емкости – нагрев происходит в нижней ее части, и менее плотная горячая вода стремится вверх.

На схеме по центру ГА показан магниевый анод. За счет более низкого электропотенциала он «оттягивает» на себя ионы тяжелых солей, не допуская зарастания накипью внутренних стенок бака. Подлежит периодической замене.

Теплоаккумулятор со встроенным проточным теплообменником горячего водоснабжения

Теплоаккумулятор со встроенным проточным теплообменником горячего водоснабжения

3 – Теплоаккумулятор дополнен проточным контуром горячего водоснабжения. Вход холодной воды осуществляется снизу, подача до точки горячего водоразбора, соответственно, снизу. Большая часть теплообменника расположена в верхней части ТА.

Такая схема считается оптимальной для условий, когда потребление горячей воды отличается достаточной стабильностью и равномерностью, без выраженных пиковых нагрузок. Естественно, теплообменник должен быть исполнен из металла, отвечающего нормам пищевого водопотребления.

В остальном же схема схода с первой, с прямым подключением контуров генерации тепла и его потребления.

Теплоаккумулятор со встроенным баком горячего водоснабжения

Теплоаккумулятор со встроенным баком горячего водоснабжения

4 – Внутри теплоаккумулятора размещен бак для создания запаса горячей воды для бытового потребления. По сути, такая схема напоминает встроенный бойлер косвенного нагрева.

Применение подобной конструкции в полной мере оправдано в случаях, когда пик выработки тепловой энергии котлом не совпадает с пиком потребления горячей воды. Иными словами, когда сложившийся в доме бытовой уклад предполагает массовое, но довольно непродолжительное расходование горячей воды.

Все перечисленные схемы могут варьироваться в различных комбинациях – выбор конкретной модели зависит от сложности создаваемой системы отопления, количества и типа источников тела и контуров потребления. Обратите внимание, в большинстве теплоаккумуляторов предусмотрено множество выходных патрубков, разнесенных по вертикали.

Разнесенные по вертикали патрубки подключения контуров позволяют оптимально использовать образующийся в теплоаккумуляторе температурный градиент

Разнесенные по вертикали патрубки подключения контуров позволяют оптимально использовать образующийся в теплоаккумуляторе температурный градиент

Дело в том, что при любой схеме внутри буферной емкости так или иначе образуется температурный градиент (разница в температурном напоре по высоте). Появляется возможность подключения контуров системы отопления, требующих различных температурных режимов. Это существенно облегчает окончательное термостатическое регулирование теплообменных приборов (радиаторов или «теплых полов»), с минимальными ненужными потерями энергии и снижением нагрузки на регулирующие устройства.

Типовые схемы подключения теплоаккумуляторов

Теперь можно рассмотреть основные схемы установки теплоаккумуляторов в систему отопления.

ИллюстрацияКраткое описание схемы
схема 1Температурный режим и давление одинаковы в котле и в контурах отопления. Требования к теплоносителю совпадают. На выходе из котла и в ТА поддерживается постоянная температура. На приборах теплообмена регулировка ограничивается только количественным изменением проходящего через них теплоносителя.
схема 2Подключение в самому теплоаккумулятору, в принципе, повторяет первую схему, но регулировка режимов работы теплообменных приборов осуществляется по качественном принципу – с изменением температуры теплоносителя. Для этого в схему включены термостатические узлы смешения, например, трехходовые клапаны. Такая схема позволяет наиболее рационально использовать накопленный теплоаккумулятором потенциал, то есть его «заряда» хватит на более продолжительное время.
схема 3Такая схема, с циркуляцией теплоносителя в малом контуре котла через встроенный теплообменник, применяется, когда давление в этом контуре превышает допустимое в приборах отопления или в самой буферной емкости. Второй вариант – в котле и в контурах отопления применены разные теплоносители.
схема 4Исходные условия аналогичны схеме №3, но применен внешний теплообменник. Возможные причины такого подхода: - площади теплообмена встроенного «змеевика» недостаточно для поддержания требуемой температуры в телоаккумуляторе. – ранее уже был приобретён ТА без внутреннего теплобменника, а модернизация системы отопления потребовала именно такого подхода.
схема 5Схема с организацией проточного обеспечения горячей водой через встроенный спиралевидный теплообменник. Рассчитана на равномерное потребление горячей воды, без пиковых нагрузок.
схема 6Такая схема, с использованием теплоаккумулятора со встроенным баком, рассчитана на пиковое потребление горячей воды, но не отличающееся высокой положительностью. После расходования созданного запаса и, соответственно, заполнения ёмкости холодной водой, нагрев до требуемой температуры может занять достаточно много времени.
схема 7Бивалентная схема, позволяющая задействовать в системе отопления дополнительный источник тепловой энергии. В данном случае упрощенно показан вариант с подключением солнечного коллектора. Этот контур подключается к теплообменнику в нижней части теплоаккумулятора. Обычно подобная система рассчитывается таким образом, что основным источником является именно солнечный коллектор, а котел включается по мере необходимости, для догрева, при недостаточности энергии от основного. Солнечный коллектор, конечно, не догма – на его месте может быть и второй котел.
схема 8Схема, которую можно назвать мультивалентной. В данном случае показано применение трех источников тепловой энергии. В роли высокотемпературного выступает котел, который, опять же, может играть лишь вспомогательную роль в общей схеме нагрева. Солнечный коллектор – по аналогии с предыдущей схемой. Кроме того, используется еще один низкотемпературный источник, который, вместе с тем отличается стабильностью и независимостью от погоды и времени суток – геотермальный тепловой насос. Чем меньше температурный напор из подключенного источника энергии, тем ниже место его подключения к теплоаккумулятору.

Безусловно, схемы даны в очень упрощенном виде. А на деле подключение теплоаккумулятора в сложные, разветвленные системы, с различными контурами отопления, да еще и получающие нагрев от источников различной мощности и температуры, требуют высокопрофессионального проектирования с инженерными теплотехническими расчетами, с применением множества дополнительных регулировочных устройств.

Один из примеров – показан на рисунке:

Пример системы с несколькими источниками тепла и различными контурами отопления и ГВС

Пример системы с несколькими источниками тепла и различными контурами отопления и ГВС

1 – твёрдотопливный котёл.

2 – электрический котел, включающийся лишь по мере необходимости и только в период действия льготного тарифа.

3 – специальный блок подмешивания в контуре высокотемпературного котла.

4 – гелио-станция, солнечный коллектор, который в погожие дни может выполнять роль основного источника тепловой энергии.

5 – теплоаккумулятор, к которому сходятся все контуры генерации тепла и его потребления.

6 – высокотемпературный контур отопления с радиаторами, с регулировкой режимов по количественному принципу – только и использованием запорной арматуры.

7 – низкотемпературный контур отопления – «теплый пол», в котором обязательно предусматривается качественное регулирование температуры нагрева теплоносителя.

8 – проточный контур горячего водоснабжения, снабженный собственным смесительным узлом для качественного регулирования температуры бытовой горячей воды.

Кроме всего перечисленного, в теплоаккумулятор могут быть встроены собственные электрические нагреватели – ТЭНы. Иногда бывает выгодно поддерживать с их помощью заданную температуру, не прибегая, например, лишний раз к неплановой растопке твердотопливного котла.

Дополнительный ТЭН, оснащенный собственной термостатической системой

Дополнительный ТЭН, оснащенный собственной термостатической системой

Специальные дополнительные ТЭНы можно приобрести отдельно – их монтажная резьба обычно адаптирована к гнездам подключения, имеющимся на многих моделях тепловых аккумуляторов. Естественно, подключение электричество подогрева потребует установки дополнительного термостатического блока, который обеспечит включение ТЭНов только при падении температуры в ТА ниже установленного пользователем уровня. Некоторые нагреватели уже оснащены встроенным  терморегулятором подобного типа.

Видео: Рекомендации специалиста по созданию системы отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором

Что необходимо учитывать при выборе теплоаккумулятора

Безусловно, подбор теплоаккумулятора рекомендуется проводить еще на стадии проектирования системы отопления дома, руководствуясь расчетными данными специалистов. Тем не менее, обстоятельства бывают разными, и знать основные критерии оценки такого прибора – все же нужно.

  • На первом месте всегда будет стоять вместительность этой буферной емкости. Эта величина рассчитывается в соответствии с параметрами создаваемой системы, мощностью котла, необходимого количества энергии для нужд отопления, горячего водоснабжения. Одним словом, ёмкость должна быть таковой, чтобы обеспечить накопление всего избыточного на данный момент тепла, не допуская его потерь. О некоторых правилах расчета емкости будет рассказано ниже.
  • От емкости, естественно, напрямую зависят габариты изделия и его масса. Эти параметры также являются определяющими – далеко не всегда и не везде получается разместить в выделенном помещении теплоаккумулятор необходимого объема, так что вопрос должен продумываться заранее. Случается, что баки большого объёма (свыше 500 литров) не проходят в стандартные дверные проемы (800 мм). При оценке массы ТА она должна учитываться вместе во всем объемом воды полностью заполненного прибора.
  • Следующий параметр – максимально допустимое давление в создаваемой или уже функционирующей системе отопления. Аналогичный показатель ТА должен быть, во всяком случае, не ниже. Это будет зависеть от толщины стенок, типа материала изготовления, и даже формы емкости. Так, в буферных емкостях, рассчитанных на давление свыше 4 атмосфер (бар) обычно верхняя и нижняя крышки имеют сферическую (тороидальную) конфигурацию.
Теплоаккумулятор из нержавеющей стали, с крышками тороидальной формы, заключенный в термоизоляционный кожух.

Теплоаккумулятор из нержавеющей стали, с крышками тороидальной формы, заключенный в термоизоляционный кожух.

  • Материал изготовления емкости. Баки из углеродистой стали, с антикоррозийным покрытием стоят дешевле. Емкости из нержавейки, безусловно, дороже, но и гарантийный срок их эксплуатации тоже значительно выше.
  • Наличие дополнительных встроенных теплообменников для контуров отопления или горячего водоснабжения. Об их предназначении уже упоминалось выше – выбираются модели в зависимости от общей сложности системы отопления.
  • Наличие дополнительных опций – возможности встраивания ТЭНов, установки контрольно-измерительных приборов, устройств обеспечения безопасности – предохранительных клапанов, воздухоотводчиков и т.п.
  • Обязательно оценивается толщина и качество внешней термоизоляции корпуса ТА, чтобы не пришлось заниматься этим вопросом самостоятельно. Чем лучше изолирован бак, тем естественно, дольше будет в нем храниться «тепловой заряд».

Особенности монтажа тепловых аккумуляторов

Установка теплового аккумулятора подразумевает соблюдение определенных правил:

  • Все подключаемые контуры должны подсоединяться резьбовыми муфтами или фланцами. Сварных соединений не допускается.
  • Подключаемые трубы не должны оказывать на патрубки ТА никакой статической нагрузки.
  • Рекомендуется на всех подключаемых к ТА трубах установить запорную арматуру.
  • На всех используемых входах и выходах устанавливаются приборы визуального контроля температуры (термометры).
  • В нижней точке ТА или на трубе в непосредственной близости от него должен стоять дренажный вентиль.
  • На всех трубах входа в теплоаккумулятор устанавливаются фильтры механической очистки воды – «грязевики».
  • Во многих моделях сверху предусмотрен патрубок для подсоединения автоматического воздухоотводчика. Если такового нет, то воздухоотводчик обязательно устанавливается на самом верхнем выходном патрубке.
  • В непосредственной близости от теплоаккумулятора предусматривается установка манометра и предохранительного клапана.
  • Вносить какие бы то ни было самостоятельные изменения в конструкцию теплоаккумулятора, не оговоренные производителем – категорически запрещается.
  • Установка ТА должна проводиться только в отапливаемом помещении, исключающем вероятность замерзания жидкости.
  • Заполненный водой резервуар может иметь весьма значительную массу. Площадка род него должна быть способна выдержать столь высокую нагрузку. Нередко для этих целей приходится подливать специальный фундамент.
  • Как бы ни устанавливался теплоаккумулятор, при этом должен обеспечиваться свободный поход к ревизионному люку.

Проведение простейших расчетов параметров теплоаккумулятора

Как уже упоминалось выше, всесторонний расчет системы отопления с несколькими контурами выработки и потребления тепловой энергии – это задача, посильная только специалистам, так как приходится учитывать очень много разносторонних факторов. Но определённые вычисления можно провести и собственными силами.

Например, в доме установлен твердотопливный котел. Известна его мощность, вырабатываемая при полной топливной загрузке. Экспериментальным путем определено время сгорания полной закладки дров. Планируется приобретение теплоаккумулятора, и необходимо определить, какой объем потребуется, чтобы гарантированно полезно использовать все выработанное котлом тепло.

За основу возьмем известную формулу:

W = m × с × Δt

W — количество тепла необходимое, чтобы нагреть массу жидкости (m) с известной теплоемкостью (с) на определенное количество градусов (Δt).

Отсюда несложно вычислить массу:

m = W / (с × Δt)

Не помешает принять в расчет КПД котла (k), так как потери энергии так или иначе неизбежны.

W = k × m × с × Δt, или

m = W / (k × с × Δt)

Теперь разбираемся с каждым из значений:

  • m – искомая масса воды, из которой, зная плотность, несложно будет определить и объем. Не будет большой ошибкой посчитать из расчета 1000 кг = 1 м³.
  • W – избыточное количество тепла, вырабатываемое в период топки котла.

Его можно определить, как разницу значений энергии, выработанной за время сгорания топливной закладки и затраченной в тот же период на отопление дома.

Максимальная мощность котла обычно известна – это паспортная величина, рассчитанная на оптимальные воды твёрдого топлива. Она показывает количество тепловой энергии вырабатываемой котлом в единицу времени, например, 20 кВт.

Любой хозяин всегда довольно точно знает, в течение какого времени у него прогорает топливная закладка. Допустим, это будет 2,5 часа.

Далее, необходимо знать, какое количество энергии в это время может быть израсходовано на отопление дома. Одним словом, необходимо значение потребности конкретного здания в тепловой энергии для обеспечения комфортных условий проживания.

Такой расчет, если значение необходимой мощности неизвестно, можно произвести самостоятельно – для этого есть удобный алгоритм, приведенный в специальной публикации нашего портала.

2016-03-05_182628Как самостоятельно провести тепловой расчет для собственного дома?

Информация о количестве необходимой тепловой энергии для отопления дома бывает достаточно часто востребована – при выборе оборудования, расстановке радиаторов, при проведении утеплительных работ. С алгоритмом расчета, включающим удобный калькулятор, читатель может познакомится, открыв по ссылке публикацию, посвященную требованиям к установке газовых котлов.

Например, для отопления дома требуется 8,5 кВт энергии в час. Значит, за 2,5 часа сгорания топливной закладки будет получено:

20 × 2,5 = 50 кВт

За этот же период будет потрачено:

8,5 × 2,5 = 21,5 кВт

Избыточное тепло, которое необходимо сохранить в теплоаккумуляторе:

W = 50 – 21,5 = 28,5 кВт

  • k – КПД котельной установки. Обычно указывается в паспорте изделия в процентах (например, 80%) или десятичной дробью (0,8).
  • с – теплоемкость воды. Это – табличная величина, которая равна 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С.
  • Δt – разница температур, на которую необходимо подогреть воду. Ее можно определить для своей системы опытным путем, промерив значения на трубе подачи и обратки при работе системы на максимальной мощности.

Допустим, что это значение равно

Δt = 85 – 60 = 35 °С

Итак, все значения известны, и осталось лишь подставить их в формулу:

m = 28500 / (0,8 × 1,164 × 35) = 874,45 кг.

Таким образом, чтобы полностью сохранить все выработанное котлом тепло при его работе на полной мощности потребуется 875 кг воды, то есть емкость примерно в 0,875 м³.

Такой же подход можно применить и в случае, если рассчитывается объем теплоаккумулятора, подключённого к электрическому котлу. Единственная разница – для расчета принимается не время топки, а временной интервал льготного тарифа, например, с 23.00 до 6.00 = 7 часов. Чтобы «унифицировать» эту величину, ее можно назвать, например, «период активности котла».

Чтобы упростить читателю задачу, ниже размещен специальный калькулятор, который позволит быстро рассчитать рекомендуемый объем теплового аккумулятора для имеющегося (планируемого к установке) котла.

Калькулятор расчета необходимого объема теплоаккумулятора

Полученное значение округляется в большую сторону и становится ориентиром при подборе оптимальной модели теплоаккумулятора. Они в специальных магазинах представлены в различном объемном исполнении.

Достоинства и недостатки включения в систему отопления теплоаккумулятора

Итак, подводя итоги публикации, вкратце сформулируем «плюсы» и «минусы» применения теплоаккумуляторов.

К достоинствам можно смело отнести следующее:

  • Достигается экономия энергоресурсов, особенно в приложении к твёрдому топливу – выработанное тепло используется в максимальной мере. Возрастает КПД котла и всей системы отопления в целом.
  • Котлы и другие элементы системы отопления получают надежную защиту от перегрева.
  • Сводится до возможного минимума необходимость вмешательства в работу системы, сокращается количество загрузок твёрдого топлива.
  • Вся система работает более плавно и легко поддается контролю и точным регулировкам. Обеспечивается стабильный установленный нагрев во всех помещениях дома.
  • Появляется возможность подключения альтернативных источников энергии. При грамотном подходе это дает нешуточную экономию денежных средств. Например, в дневное время основная нагрузка ложится на гелио-станцию, ночью, пока действует льготный тариф, «эстафету» перехватывает тепловой насос, а возможную недостачу компенсирует компактный газовый котел.
  • Установкой теплового аккумулятора одновременно можно решить и проблему горячего водоснабжения своего жилья.

Недостатков немного, но о них тоже следует упомянуть:

  • Установка будет иметь какой-то смысл, если мощность котла или иных источников тепла существенно, как минимум вдвое, превышает расчетные значения потребной тепловой энергии для отопления жилья.
  • Система с теплоаккумулятором всегда обладает очень высокой инерционностью, то есть от момента пуска д выхода в расчетный режим работы может пройти немало времени. Нет смысла применять ее в с системах отопления, где требуется быстрый нагрев помещений, например, в загородных домах, которые посещаются хозяевами зимой лишь время от времени.
  • Оборудование, как правило, очень громоздкое, что создает немало проблем при его транспортировке, разгрузке, заносе в помещения и монтаже. Так как обязательным условием является установка ТА в непосредственной близости к котлу, для котельной потребуется весьма немалая площадь.
  • Тепловые аккумуляторы относятся к категории дорогостоящих покупок – их цена вполне сопоставима, а нередко даже превосходит стоимость котлов. Правда, высока вероятность того, что затраты быстро окупятся экономией на энергоресурсах.

Правда, последний из перечисленных недостатков подвигает народных умельцев к разработке и монтажу собственных моделей теплоаккумуляторов.

2016-03-05_202332Сложно ли изготовить теплоаккумулятор самостоятельно?

Наверное, российскому самодеятельному мастеру – все по плечу! Для примера — технологические рекомендации по самостоятельному изготовлению теплового аккумулятора приведены в специальной публикации нашего портала.

Видео: преимущества системы отопления со встроенным теплоаккумулятором

stroyday.ru

Теплонакопители (электрические)

С низким КПД камина производители борются разными способами. Один из них теплонакопитель, который позволяет усилить отопительную эффективность. Поговорим о данном устройстве подробнее.

На фото:

Холодные стенки камина помещение не нагреют. Но если предусмотрен теплонакопитель, камин еще какое-то время после прогорания будет отдавать тепло.

Что такое теплонакопитель?

«Уловитель» тепла. Камин начинает отапливать комнату сразу же после его растопки. Происходит это за счет прямого излучения от огня, а также благодаря работе систем конвекции и водяных контуров, если таковые присутствуют.

Но стоит пламени потухнуть, как камин сразу перестает обогревать помещение. Для продления отопительного эффекта были созданы теплонакопители. Они сохраняют в себе часть энергии, выделившейся при горении, и постепенно передают ее в помещение.

Теплонакопители могут размещаться в разных частях камина. В одном устройстве их может быть несколько. Но в любом случае изделия конструктивно связаны с топочной частью камина, поскольку получают тепло именно в процессе горения топлива.

Существуют, конечно, и автономные электрические теплонакопители, которые работают на принципе аккумуляции «сухого» тепла, без труб, котлов и воды. Они фактически заменяют традиционные камины, а не модернизируют их.

На фото:

Почему кирпичные камины в древности не нуждались в особой конструкции теплонакопителя? Да потому что сама облицовка камина тоже может выступать в качестве накопителя тепла. Выбирайте правильные материалы для облицовки, чтобы продлить «обогревательный эффект».

Виды теплонакопителей

В резервуаре для угля. Нередко под колосниковой решеткой устанавливают емкость для сбора угля. Твердое топливо прогорает в верхней части топки, затем раздвигаются колосниковые пластины, и раскаленный уголь падает в металлический резервуар (как правило, он же используется и как зольник). После чего перекрывается приток воздуха в топку через поддувало и дымоход. Угли тлеют, почти не выделяя дыма, и нагревают стенки топки. Благодаря этому в первые четыре часа в помещении сохраняется такая же температура, как при горении. В ряде случаев тепло от углей может поступать в течение восьми часов.

Подобные накопители тепла могут применяться не во всех каминах, только в твердотопливных моделях с открытой топкой. Закрытые топки обычно оборудуются системами длительного горения, которые дают схожий эффект, но в течение более продолжительного периода.

На фото:

Даже если топка открыта, камин все равно может иметь теплонакопитель. В дымоходе или, например, в зольнике.

Шамотный кирпич — идеальный теплонакопитель. Сами стенки топливной камеры тоже могут выступать в качестве теплонакопителя. Обычно их облицовывают шамотным кирпичом или специальными пластинами из талькохлорида и пр. Шамот и его заменители не только защищают стенки от чрезмерного перегрева, но и обладают теплонакопительными свойствами. Правда, количество тепла, аккумулированного в таких стенках, очень мало, да и отдают они его недолго — в течение примерно 30 мин.

На фото: модель FALLAVIER от фабрики Cheminees Philippe.

Прямо в топке. Внутренний теплонакопитель имеет лучшие характеристики. Его прикрепляют к внутренним стенкам топки. Изделие со слоистой структурой состоит из материалов с различными способностями к накоплению и проведению тепла, которое затем «отдается» в течение 1-1,5 часов. Накопитель тепла можно применять во всех каминах, предусматривающих процесс горения. Однако не стоит добиваться чрезмерной теплоотдачи — это просто невыгодно. Ведь для работы устройства требуется много топлива, при этом большая часть тепла улетает в трубу. Полученную стенками топки энергию лучше применить для конвекционного отопления.

В дымоходе. Как мы уже знаем, при горении топлива в камине, много тепла улетает в трубу. Чтобы этого избежать над дымосборником устанавливают специальный теплонакопитель. Изделие представляет собой многослойную муфту, охватывающую дымовой канал. Состоит она из теплопроводящих (чаще металл) и аккумулирующих (песок, шамот и пр.) материалов. Эти муфты «впитывают» тепло дымовых газов, проходящих сквозь них, а затем «отдают» его в течение двух-четырех часов после прекращения горения. Используют такие накопители в дровяных и газовых каминах, но только если их топка и дымосборник заводского производства. У моделей, полностью выполненных из кирпича, присоединение накопителя к дымоходу невозможно, учитывая несоответствие сечений.

На фото:

Над дымосборником фабричного производства можно устанавливать теплонакопители в виде муфты, охватывающей дымовой канал.

www.4living.ru

Искусство накопления тепла

Искусство накопления тепла

В ассортименте продукции ЭВАН приборы под названием Теплонакопители появились в 2011 году. На тот момент мало кто из дистрибьюторов теплового оборудования имел данную продукцию в своем арсенале. За прошедшие годы спрос на теплонакопители существенно увеличился, однако лишь около 40% Партнеров ЭВАН ввели эту продукцию в свой ассортимент. Вместе с тем, использование теплонакопителя в системе отопления имеет такое число плюсов, что сейчас уже редкий проект реализуется без их использования.

Первое знакомство

Теплонакопитель (он же — теплоаккумулятор, он же — аккумуляторный бак, он же — буферный бак) в самом простом исполнении — это теплоизолированная емкость с несколькими патрубками. Принцип работы теплонакопителя основан на использовании высокой теплоёмкости воды. Так, например, 1 литр воды, остыв на 1 градус, может нагреть 1 кубометр воздуха на 4 градуса.

Принципиальная схема подключения теплонакопителя следующая. Теплонакопитель включается в схему между источником тепла (отопительный котел, тепловой насос и т. п.) и системой отопления (радиаторы и т. п.).

Подающий трубопровод от источника тепла подключается к верхнему патрубку, а обратный — к нижнему патрубку теплонакопителя. На обратном трубопроводе устанавливается циркуляционный насос, который отбирает холодную воду из нижней части бака и подает её в отопительный котел. Горячая вода, выходящая из котла, попадает в верхнюю часть бака. Так как горячая вода легче холодной, то интенсивного перемешивания воды в теплонакопителе не происходит, и насос будет отбирать холодную воду до тех пор, пока весь бак не заполнится горячей водой.

Теплоизоляция бака позволяет сохранять воду горячей в течение длительного времени и использовать её в отопительной системе именно в то время, когда это необходимо.

Для передачи тепла от буферного бака к отопительным приборам используется второй циркуляционный контур — подающий трубопровод, подключенный ко второму верхнему патрубку теплонакопителя, и обратный трубопровод системы отопления, подключенный ко второму нижнему патрубку бака. Циркуляционный насос системы отопления подает холодную воду в нижнюю часть бака, вытесняя в подающий трубопровод системы отопления горячую воду из верхней части теплонакопителя. Опять же, ввиду отсутствия интенсивного перемешивания внутри бака, в систему отопления будет подаваться горячая вода до тех пор, пока холодная вода не заполнит весь теплонакопитель.

Конструкция аккумуляторов позволяет устанавливать автоматику, необходимую для регулирования процесса нагрева воды и подачи ее к отопительным приборам.

Вопрос — зачем нужен теплонакопитель — лучше всего иллюстрирует пример термоса. Зачем используется термос? Чтобы один раз нагретый чай использовать тогда, когда греть его снова нет возможности (например, во время прогулки), или, если нагрев требует существенных временных затрат, т. е. нецелесоообразен (например, вода греется на костре). Аналогичные примеры можно привести и для теплонакопителя — при его использовании теплоноситель нагревается тогда, когда это наиболее удобно, а расходуется тогда, когда это необходимо.

Преимущества теплонакопителей крайне широки и зависят от того, какой именно источник тепла используется.

Теплонакопитель и твердотопливный котел

Характерной особенностью дров (угля) является то, что при их сгорании за короткий промежуток времени единовременно выделяется очень большое количество тепловой энергии. При этом горящие дрова, в отличие, например, от электрокотла, нельзя выключить тогда, когда теплоноситель нагрелся до нужной температуры. В результате вся «лишняя» энергия, полученная при полном сгорании закладки дров, по сути, вылетает в трубу. И уже через несколько часов после прогорания дров температура в системе отопления начинает снижаться. Приходится снова закладывать дрова. Таким образом, при использовании твердотопливного котла довольно сложно обеспечить равномерное поддержание требуемой температуры — порой будет слишком жарко, порой, наоборот, прохладно. Подключение теплонакопителя в корне меняет ситуацию — котел осуществляет «зарядку» теплоаккумулятора, и далее отопление дома происходит уже за счет буферного бака, тепло из которого расходуется гораздо более длительное время. При правильно подобранной емкости теплонакопителя количество топок снижается до одного раза в 1‑3 суток. Как результат — повышение КПД котла на 20‑30 %, увеличение срока службы за счет сокращения числа топок, экономия топлива, ну и, конечно, увеличение личного комфорта владельца как с точки зрения поддержания температурного режима в доме, так и с точки зрения сокращения трудозатрат на топку.

Ещё одно преимущество использования теплонакопителя с твердотопливным котлом — это защита от перегрева. Так как нагрев воды в котле на твердом топливе нельзя мгновенно остановить, эта категория котлов более других склонна к перегреву теплоносителя при внезапном прекращении циркуляции воды в системе отопления. Кипение воды в котле ведет к росту давления в системе отопления, последствия которого могут быть самыми плачевными — вплоть до разрушения оборудования. Поэтому твердотопливный котел может быть подключен к закрытой системе отопления только при наличии устройства, защищающего систему от роста температуры воды свыше 100°С. С этой ролью отлично справляется буферный бак, который в случае превышения заданной температуры забирает избыток тепла из котла. Конечно, использование теплонакопителя не освобождает от обязательной установки предохранительных клапанов и расширительных баков — обязательных элементов закрытой отопительной системы.

Преимущества использования теплонакопителя в системе отопления с твердотопливным котлом Warmos-TT или Warmos –TK.

  • • Рост КПД котла до 83–88%
  • • Экономия расхода топлива на 30%
  • • Увеличение срока службы котла до 20-25 лет
  • • Дополнительная безопас- ность - защита от перегрева
  • • Поддержание требуемого температурного режима
  • • Увеличение эксплуатационного комфорта

Пример монтажа теплонакопителя с твердотопливным котлом

Теплонакопитель и электроотопительный котел

Казалось бы, современный электроотопительный котел обладает достаточной степенью автоматизации, чтобы обеспечить тот температурный режим и в то время, когда это необходимо. Тем не менее, использование теплонакопителя в системе отопления с электокотлом тоже имеет преимущество. И связано оно с использованием различных по времени суток тарифов на электроэнергию. Нагрев теплоносителя в буферном баке ночью по сниженному тарифу позволяет минимизировать потребление электроэнергии в дневное время за счет аккумулированного тепла. В результате существенно снижаются затраты на отопление, что в системах отопления с электроприборами играет немаловажную роль.

Теплонакопитель и солнечный коллектор

Обоснованность использования теплонакопителя в системе солнечных коллекторов очевидна — в пик поступления солнечной энергии при помощи буферного бака происходит максимальное накопление тепловой энергии, разбор которой происходит потом, во время недостаточного солнечного излучения.

Пример монтажа теплонакопителя с солнечными панелями

Теплонакопитель при использовании нескольких источников тепла

К применению в современных системах нескольких источников тепла принуждает различная стоимость единицы тепловой энергии, полученной от каждого из них.

Тепло, полученное от солнца, имеет минимальную стоимость, но оно есть не всегда, и пики его поступления, как правило, не совпадают с пиками потребления. Тепло, полученное от теплового насоса, обходится несколько дороже солнечного, и его можно получить всегда, но, чтобы покрыть за счёт него всю тепловую мощность потребителя, необходимы существенные капитальные затраты, поэтому мощность теплового насоса обычно ниже потребляемой мощности системы. Тепло, полученное от газового, электрического или твердотопливного котла — самое дорогое, поэтому его используют для догрева при недостаточной мощности первых двух источников.

Тепловой аккумулятор позволяет накопить тепловую энергию от нескольких источников и использовать её одним или несколькими потребителями. Низкотемпературные источники, такие как тепловой насос и солнечный коллектор, присоединяют к нижней части бака, а высокотемпературные, такие как твердотопливный, газовый или электрический котёл — к верхней.

Пример монтажа теплонакопителя с солнечными панелями и тепловым насосом

Горячая вода — бонусом

Помимо своей основной функции — накопления тепловой энергии — буферные баки могут быть использованы для приготовления хозяйственной горячей воды. Для этих целей теплонакопитель оснащается либо специальным баком для ГВС (в ассортименте ЭВАН это модели BUZ и HIBRIDI), либо змеевиком ГВС (модели OVALI и GTV). При сопоставимой стоимости теплонакопитель способен полностью заменить бойлер ГВС.

Подробнее о полном ассортименте теплонакопителей ЭВАН читайте в статье «Теплонакопители от А до Я».

В следующих выпусках ЭВАН-news мы познакомим вас с особенностями установки теплоаккумуляторов, а также с более подробными схемами подключения теплонакопителей в различных системах отопления.

Теплонакопители от А до Я

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, рынок предлагает широкую гамму разнообразных аккумуляторных баков. В 2013 году продуктовая линейка ЭВАН расширила свой состав теплонакопителей до 5 серий приборов, каждая из которых имеет свои конструктивные особенности.

ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬ BU
  • • Объем 100‑1000 литров
  • • Высокоэффективная съемная теплоизоляция, обеспечивающая удобство транспортировки и монтажа
  • • Максимальная температура нагрева — 95°С
  • • Гарантия на внутренний бак — 36 месяцев

Прибор серии BU является представителем классического теплоаккумулятора, который представляет собой буферный бак с четырьмя патрубками, имеющий съемную теплоизоляцию из пенополистирола. Функционально приборы данной серии предназначены для аккумулирования тепла от источника для последующей передачи его в отопительную систему.

ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬ BUZ
  • • Объем 750‑1000 литров
  • • Встроенный бак для ГВС
  • • Модели со змеевиком в теплонакопительном баке для использования двух источников тепла
  • • Модели со змеевиками в теплонакопительном баке и баке ГВС для использования трех источников тепла
  • • Высокоэффективная съемная теплоизоляция, обеспечивающая удобство транспортировки и монтажа
  • • Максимальная температура нагрева в теплонакопительном ба- ке — 95°С, в змеевике — 110°С
  • • Гарантия на внутренний бак — 36 месяцев

Более сложное и многофункциональное решение имеют теплонакопители серии BUZ. Они совмещают в себе функции аккумулирования тепла и приготовления горячей воды. Для реализации функций ГВС внутри основного бака теплонакопителя расположен 200-литровый бак.

В рамках серии реализовано три типа комплектации:

  • • BUZ / 90 – без змеевика.
  • • BUZ / 91 – дополнительно оснащен змеевиком, расположенным в нижней части основного бака теплонакопителя, что позволяет использовать два источника тепла. Например, тепловой насос как основной источник и твердотопливный котел для догрева в периоды недостаточности мощности теплового насоса.
  • • BUZ / 92 – имеет два змеевика, один – аналогично модели BUZ / 91, второй расположен в баке ГВС и служит для дополнительного подогрева горячей воды от третьего источника тепла. Наиболее эффективна данная модель при подключении к баку ГВС солнечных панелей.
ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬ HIBRIDI
  • • Два типоразмера — 500 и 700 литров
  • • Разработан специально для подключения и совместной работы с низкотемпературными системами (тепловыми насосами и солнечными панелями)
  • • Оснащен встроенным баком для ГВС из ферритовой нержавеющей кислотостойкой стали
  • • В качестве дополнительного оснащения поставляется пакет ТЭНов с автоматикой контроля
  • • Готовые штуцеры для подключения змеевика энергии солнца
  • • Гарантия — 24 месяца

Ещё одна серия теплонакопителей, в которых функция приготовления горячей воды реализована по принципу «бак в баке» — это серия HIBRIDI.

ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬ OVALI
  • • Объем 1000—2400 литров
  • • Оснащен двумя змеевиками ГВС
  • • Модели OVALI EP поставляются в обшивке и изоляции, OVALI — без изоляции
  • • Готовые штуцеры для подключения змеевика энергии солнца
  • • Гарантия — 24 месяца

В серии OVALI функция ГВС реализована иначе. Теплонакопители оснащены змеевиками так называемой «обратной» зарядки. Холодная хозяйственная вода, проходя по змеевику, нагревается за счет температуры теплоносителя в баке аккумулятора. Т.е. в данном случае змеевик теплонакопителя работает как проточный водонагреватель. Теплонакопители серии OVALI оснащены двумя змеевиками ГВС из гребенчатой меди, в стандартной комплектации каждый из которых имеет производительность 20 литров в минуту. Дополнительная опция — змеевик солнца — может быть куплен отдельно и установлен по желанию клиента, в том числе и позже.

Дополнительный резерв – комплектация электроТЭНами. В конструкции теплонакопителей предусмотрено до 6 штуцеров для установки различных вариантов ТЭНов мощностью 3; 4,5; 6; 7,5; 9 кВт. Причем штуцеры разнесены – в нижней части расположены штуцеры для подключения ТЭНов ночной зарядки, которые нагревают весь объем теплонакопителя, в верхней части — штуцеры ТЭНов дневной зарядки для нагрева воды верхней части бака.

Конструктивная особенность серии состоит в том, что любой из теплонакопителей OVALI имеет глубину всего 78 см, т.е. способен пройти в любой стандартный дверной проем. А это значит, что данные теплонакопители могут быть установлены на объекты, уже введенные в эксплуатацию. Такое конструктивное решение делает теплоаккумуляторы OVALI незаменимыми при модернизации и реконструкции систем отопления действующих объектов.

Как известно, чем больше объем бака, тем больше теплопотери и тем значимее становится качество теплоизоляции. Теплонакопители OVALI имеют высокачественную полиуретановую изоляцию, позволяющую максимально эффективно аккумулировать тепло.

ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬ GTV
  • • Объем 270—3000 литров
  • • Небольшой размер
  • • Возможность установки в узких и труднодоступных местах
  • • Возможность подключения нескольких теплонакопителей
  • • Горизонтальный монтаж 270‑литрового теплонакопителя
  • • Оснащен змеевиками ГВС различной мощности
  • • В новой серии GTV — штуцеры для подключения змеевика энергии Солнца
  • • Гарантия — 24 месяца

Эта серия теплонакопителей имеет самый широкий емкостный диапазон – от 270 до 3000 литров — способный удовлетворить потребность любой отопительной системы.

Так же, как и предыдущая серия, теплонакопители GTV оснащены высококачественной полиуритановой теплоизоляцией, штуцерами для подключения электроТЭНов различной мощности, штуцерами для подключения змеевика солнца.

В плане приготовления горячей воды в серии GTV присутствуют как модели без змеевиков (т.е. без функции ГВС), так и с медными гребенчатыми змеевиками различной производительности – от 35 до 100 литров в минуту. Такая высокая производительность превращает теплонакопитель в мощный проточный водонагреватель.

Известно, что основным минусом использования теплонакопителей являются их большие размеры, что зачастую становится камнем преткновения, особенно на небольших частных объектах. Модель GTV 270 уникальна тем, что имеет возможность горизонтального монтажа к потолку котельного помещения.

www.evan.ru

new Энергетика. Теплонакопители

 Так уж повелось в России, что применение электрического отопления всегда связано с определенными трудностями. В первую очередь – это высокая себестоимость получаемого тепла и повышенная электрическая нагрузка на систему энергопотребления здания. Во вторую, для юридических лиц, – это необходимость оформления разрешения (принципиального согласия) на применение электронагрева в органах Госэнергонадзора.

 Согласно требований п. 5.1 инструкции "О порядке согласования применения электрокотлов и других электронагревательных приборов" (утверждена зам. Министра топлива и энергетики 24.11.92, зарегистрирована в Минюсте РФ № 127 от 26.01.93):

Применение электроэнергии для отопления и горячего водоснабжения может рассматриваться только при условии включения электронагревательных приборов в ночное время, оснащения их аккумуляторами тепла и автоматикой, исключающей работу в дневные часы.

Достичь этого на практике бывает трудно и разрешения зачастую выдаются с нарушением данного пункта, что, однако, не отменяет нормативного требования и наличие аккумуляторов тепла при применении электроотопления и ГВС остается обязательным.

Как обеспечивается аккумуляция тепла? Конечно, это вода в качестве теплоносителя, емкость для ее хранения (бак-аккумулятор), трубопроводы и циркуляционные насосы. Не всегда удобно, громоздко, требует квалифицированного обслуживания. Есть ли альтернатива? Да, давно уже есть.

Теплонакопитель – это электрический отопительный прибор аккумуляторного типа. Основное отличие теплонакопителя от традиционных нагревательных аккумуляторных устройств заключается в том, что он не использует воду в качестве теплоносителя, а является абсолютно "сухим", в качестве аккумулирующей среды используется твердое вещество (почти как при печном отоплении).

Габариты прибора находятся в диапазоне от 65х67х25 до 125х67х30 см в зависимости от его мощности.

 

 

             Принцип действия и устройство

В стальном лакированном корпусе находятся теплоемкие элементы 3 со встроенными нагревателями 2, закрытые теплоизолирующим слоем 1.

Отдачу тепла в помещение обеспечивает вентилятор 4, из которого часть воздуха направляется в каналы накопителя, а часть – непосредственно к месту выхода. Смешивание воздушных потоков обеспечивается заслонкой 5, которая вместе с биметаллической спиралью 6 обеспечивает постоянную температуру выходящего воздуха независимо от степени зарядки аппарата.

Зарядка аппарата теплом производится во время действия низкого тарифа на электроэнергию (в ночное время) с помощью автоматики.

При работе без автоматической зарядки степень заряда определяется положением головки регулятора 8.

Аккумулируемое количество энергии зависит от наружной температуры и остаточного количества энергии в аппарате.

Желаемая температура устанавливается на комнатном термостате, управляющем работой вентилятора. При достижении заданной температуры вентилятор автоматически выключается. Таким путем поддерживается заданная температура.

 

   

 

Емкость теплонакопителя определяется из соотношения потребляемой мощности к отдаваемой. Из приведенной ниже таблицы видно, что это соотношение имеет значение от 2.5 до 3.0, т.е. теплонакопитель, зарядившийся в течение часа, будет отдавать тепло 2.5-3 часа. 

 

Потребляемая мощность, кВт

Отдаваемая мощность, Вт

2,00

750

3,00

1200

4,00

1568

5,00

2000

6,00

2300

7,50

2500

                                          

 

      Явные плюсы

1. Существенное снижение расходов на оплату электроэнергии при использовании двухставочного тарифа.

2.   Отсутствие жидкого теплоносителя, насосов, крупногабаритных баков-аккумуляторов.

3.   Выполняется п. 5.1 инструкции "О порядке согласования применения электрокотлов и других электронагревательных приборов", что облегчает получение разрешения на применение электронагрева в органах Госэнергонадзора.

                                            Неизбежные минусы

1.     Каким бы бесшумным ни был вентилятор, его все равно слышно. Для кого-то это не имеет значения, а кого-то будет очень раздражать.

2.   Как и любая установка воздушного отопления, теплонакопитель создает движение воздуха в помещении. В общественных местах этого не чувствуется, а вот дома способно вызвать дискомфорт.

Заключение

Данные приборы работают уже несколько лет, например, в павильоне Летнего сада в Санкт-Петербурге. Надеюсь, со временем они получат широкое признание.

                                                                                                                             

newenergetika.narod.ru

Что такое электрический теплонакопитель и в чем его преимущество?

Как известно помещения и жилые дома отапливаются с помощью газовой отопительной системы. Но на сегодняшний день большой популярностью стало пользоваться электроотопление. Оно имеет свои достоинства и недостатки. Такой вид отопления считается очень дорогим, но более безопасным и экологически чистым. Так как тарифы на электроэнергию как правило дешевле ночью (если установить двухтарифный электросчетчик), многие потребители, для того чтобы сэкономить, все энергоемкие процессы (например, стирка или электрообогрев) осуществляют в ночное время. Не так давно на рынке появилось устройство, которое называется электрический накопитель тепла (теплоаккумулятор). Далее мы расскажем читателям сайта самэлектрик ру что такое электрический теплонакопитель, как он работает и для чего применяется.

Конструкция

Электрический теплонакопитель – это специальное автоматическое устройство, назначение которого отапливать помещение. Его относят к аккумуляторному типу. Прибор способен управлять процессом накапливать, а затем отдавать тепло. Его принцип действия заключается в том, что устройство подключается к питанию для нагрева в то время, когда электроэнергия стоит меньше. Тепло, которое скопилось, хранится, как в термосе. По мере надобности происходит теплоотдача.

Что касается конструкции, то электрический теплонакопитель состоит из структурных элементов. Более подробная схема устройства и состава элементов приведена на рисунке:

Принцип работы

Полный цикл работы электрооборудования состоит из одних суток. Работает электрический теплонакопитель в двух режимах:

  1. Заряд или накопление тепла. Запуск данного режима происходит в ночью, так как именно тогда электричество обходится дешевле. Тепло накапливается и сберегается в особенных теплонакопительных блоках. Их степень нагрева регулируется с помощью манометрического терморегулятора. Также в конструкции есть биметаллический термопредохранитель, который защищает от перегрева, а благодаря термоизоляционным пластинам накопитель не теряет приобретенное тепло.
  2. Разряд или теплоотдача. Этот процесс совершается по мере надобности. Принцип работы этого режима состоит в следующем: в каждой комнате на терморегуляторе устанавливается необходимое значение температуры. Как только происходит ее снижение, подключается вентилятор, с помощью которого в специальные каналы каждой комнаты поступает воздух. Вентилятор располагается между блоками теплонакопителями. И как только через каналы проходит воздух, он нагревается и обратно поступает в помещение. С помощью биметаллического датчика можно управлять нагревом воздуха и не давать ему сильно нагреваться. Делается это специальной заслонкой. И когда ее положение меняется, то вместе к нагретому воздуху присоединяется холодный воздух из помещения. Как только температура в комнате достигает установленного градуса, вентилятор автоматически отключается.

На рисунке ниже указывается схема, в которой применяется теплонакопитель:

Преимущества

Электрический теплонакопитель обладает рядом своих преимуществ. К основным достоинствам оборудования относят:

  • Надежность. Накопитель тепла не требует особого и специального ухода, поэтому он способен прослужить до тридцати лет.
  • Экономичность. Так как система работает на автоматическом управлении, то оплата за электроэнергию значительно уменьшается (за 1 кВт потраченной электрической энергии оплата уменьшается в 4 раза). Также во время пика потребления электричества устройство не нагружает систему.
  • Пожаробезопасность. Так как внешняя оболочка теплонакопителя практически не нагревается, то она значительно снижает риски возникновения пожара.
  • Универсальность. Существует много моделей прибора, которые отличаются между собой по мощности. Благодаря этому есть возможность использовать его для обогрева помещения любых размеров. Его также можно применять как дополнительный источник обогрева.
  • Современность. Так как электрический теплонакопитель сконструировали из современных материалов и технологий, то он считается перспективным механизмов в Европе по обогреву помещений. Помимо этого он обладает соблазнительным дизайном.
  • Не опасный для здоровья. Так как элементы, что нагревают, не имеют контактов с воздухом, то это не приводит к сгоранию кислорода в комнате.

Область применения

Для того чтобы качественно обогреть жилое помещение с помощью такого устройства, как электрический накопитель теплоты, используют отопительные системы. Они отличаются между собой в зависимости от того какую площадь и сколько помещений необходимо отопить. Механизм может состоять из следующих элементов:

  • от одного и больше комнатных терморегуляторов;
  • от одного и больше теплонакопителей;
  • блок управления;
  • датчик погодных условий;
  • электросчетчик (может быть как однотарифный, так и многотарифный).

Несмотря на то, что электрический накопитель теплоты имеет высокую стоимость, он пользуется большой популярностью, так как быстро окупается. Помимо этого накопитель удобный и качественный в работе.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется пример применения электрического теплоаккумулятора:

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы электрического теплонакопителя. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной и полезной!

C уважением, Источник: http://samelectrik.ru

Прочитать полностью! >>

remontostroitel.blogspot.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта