Устройство и монтаж теплоаккумуляторов для котлов отопления

Что такое теплоаккумулятор

Теплоаккумулятор – это буферное устройство, которое накапливает избыточный ресурс, снабжён патрубками для подключения контуров генерации тепла. То, что он сохранил, затем используется в системе отопления во время промежутка плановых загрузок основного топлива.

Если вы правильно подобрали и подключили устройство, то это даёт возможность значительно снизить затраты на приобретение топлива (вплоть до 50 процентов), поэтому можно переходить вместо 2-х загрузок в день на 1.

Буферное устройство кроме того, что имеет функцию аккумулирования тепла, ещё защищает чугунный котёл от возможного появления трещин при перепаде температур в системе водоснабжения.

Принцип работы теплоаккумулятора

Принцип работы теплоаккумулирующей ёмкости заключается в накоплении и рациональном использовании тепловой энергии, вырабатываемой котлом. Это обеспечивает значительную экономию расходуемого топлива (около 30%) и соответственно расходов на отопление, а также предотвращает перегрев всего отопительного оборудования, тем самым увеличивая срок его эксплуатации. После того, как перестаёт работать котёл, теплоаккумулятор начинает отдавать теплоносителю накопленное им тепло, поддерживая таким образом необходимую температуру в помещении. Ещё одним преимуществом установки буферных ёмкостей является исключение необходимости постоянного контроля за отопительным оборудованием.

Аккумуляционная ёмкость представляет собой вертикальный герметичный бак, покрытый изоляцией и имеющий две пары патрубков (верхнюю и нижнюю), посредством которых происходит подведение и отведение теплоносителя. Материал бака — чёрная или нержавеющая сталь, в некоторых случаях покрытая эмалью.

По конструкции выделяют следующие виды теплоаккумуляторов:

1. Аккумуляторы тепла с встроенным змеевиковым теплообменником или ТЭНом.
2. Включающие два и более теплообменников или ТЭНов.
3. Содержащие в конструкции и теплообменники, и ТЭНы.

По месту установки делятся на:

1. Термосифоны, которые устанавливаются на солнечных коллекторах. Такие теплоаккумуляторы имеют внутренний и наружный баки, между которыми помещается теплоизолятор из пенополиуретана толщиной 50 мм.
2. Буферные ёмкости, устанавливаемые внутри помещений. Также включают в себя внутренний резервуар, теплоизолятор и наружный корпус.

Функциональное назначение агрегата

Теплоаккумуляторы используются совместно с источниками тепла, функционирующими на любом виде топлива, и призваны решать следующие задачи:

• буферные емкости для твердотопливных котлов аккумулируют избыток тепловой энергии, вырабатываемой теплогенератором;
• накапливают теплоту от электрического котла, работающего по ночному тарифу, отдавая ее днем отопительной системе;
• используются для подогрева воды на хозяйственные нужды;
• теплоаккумуляторы для отопления параллельно играют роль гидравлического разделителя, если это предусматривает их обвязка.

Твердотопливный котел работает наиболее эффективно в режиме интенсивного горения. В режиме тления его КПД существенно снижается. Но потребителям далеко не всегда нужна вода с температурой 80-90°С, поэтому избыток тепла передается в теплоаккумулятор для твердотопливного котла. Когда топливо сгорает и теплоноситель начинает остывать, в работу включается буферная емкость и возвращает полученную энергию системе отопления. Домовладельцу не нужно вставать среди ночи, чтобы подкинуть в топку поленьев.

При электрическом обогреве хозяева зачастую пользуются системой оплаты, когда ночью энергия стоит в 2-3 раза дешевле, чем днем. За ночь аккумулирующий бак для системы отопления полностью «зарядится» теплом и отдаст его в течение дня. То есть в дневное время, когда тариф на электроэнергию наиболее высокий, электрокотел можно не включать, а это значительная экономия средств.

Агрегат, оснащенный греющим контуром в виде змеевика, может не только действовать как аккумулятор тепла для системы отопления, но и подогревать воду для ГВС. Большинство заводских моделей имеет такой теплообменник, а некоторые снабжаются ТЭНами, обеспечивающими подогрев теплоносителя при его остывании.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Обратите внимание, что реализовывать эту схему можно только на стальных или медных теплообменниках. С чугунными — нельзя. При попадании холодной воды они могут лопнуть.

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Как подобрать подходящий теплоаккумулятор

Выбирая, какой теплоаккумулятор приобрести, следует ознакомиться с его характеристиками, учесть размеры отопительной системы и требований предъявляемых к ней. При подборе устройства следует учитывать особенности отопительных приборов:

• мощность которой наделен котел;
• максимальный объем давления;
• температура для прогрева;
• наличие иных источников тепла;
• размер площади, которая будет отапливаться;
• степень теплоизоляции.

Выбирая теплоаккумулятор следует сакцентировать внимание на таких деталях:

• на размерах прибора;
• на объеме;
• материал, из которого изготовлен агрегат;
• защиту расположенную внутри;
• есть ли съемный кожух;
• эффективность;
• простоту и удобство использовании;
• период эксплуатации;
• автоматизация работы;
• наличие дополнительных функции, например, есть встроенный теплообменник, установлена ли защита от возможного перегревания, имеется ли датчик регулировки температур и другие.

При выборе и установке аккумуляторов тепла, у многих покупателей возникают трудности, и для того, чтобы их разрешить и обезопасить работу систем отопления, стоит прибегнуть к помощи специалистов.

Выбирая модель теплоаккумулятора не стоит экономить и останавливаться на незнакомых марках, дело в том, что дешевые устройства имеют соответствующее качество, которое скажется ни только на эффективности, но и качестве работы всего отопительного оборудования. Также следует учитывать рекомендации по выбору, так как при отсутствии теплообменника не позволит теплу долго задерживаться, а плохое покрытие приведет к быстрому износу. Все это приведет к тому, что агрегат не будет выполнять положенные функции и не сможет обеспечить безопасную работу основных частей обеспечивающих тепло.

Функции бака теплоаккумулятора

Бак теплоаккумулятора отличается более сложной конструкцией и принципом работы, но и функциональность его также расширена. Агрегат используется в таких целях:

• хранение горячей воды и отдача её в трубопровод в случае прекращения подачи топлива в нагревательный прибор;
• предотвращение перегревания отопительного оборудования;
• соединение в единую систему нескольких отопительных агрегатов;
• обеспечение максимального КПД;
• нормализация температуры во всех помещениях дома;
• горячее водоснабжение.

Схема работы теплоаккумулятора для котла отопления

Как видим, функционал теплового аккумулятора для твёрдотопливного котла достаточно расширен. Для выполнения поставленных заданий используют ёмкости, баки, объёмом 350-3500 литров. Конечно, в кухне или ванной установить такое оборудование проблематично.

Бак отлично утепленный, внутри него имеются змеевики, которые и отвечают за нагревание и поддержание температуры воды.

Обратите внимание! Чтобы изготовить теплоаккумулятор своими руками для твердотопливного котла, понадобится большая бочка и нагревательные элементы.

Как собрать теплоаккумулятор своими руками

Необязательно покупать теплоаккумулятор. Его можно сделать самостоятельно, сэкономив почти в два раза, а эффективность будет не хуже, чем у покупного. Самый простой цилиндрический теплоаккумулятор по принципу работы сходный с термосом. Его стенки сохраняют тепло воды долгое время, поэтому он отлично подойдет для отопления помещений. Перед началом сборки водяного теплоаккумулятора понадобится:

• Бак с минимальным объемом 200 литров, бак меньше не имеет смысла. Объем выбирать, основываясь на площадь, которая должна отапливаться.
• Материал, чтобы теплоизолировать конструкцию, например, возьмите минеральную вату.
• Фольгированная пленка.
• Клейкая лента.
• Змеевик трубки из меди для его изготовления.
• Для опалубки можно использовать бетонную плиту или доски, еще понадобиться бетон для заливки.

В качестве накопителя отлично подойдет железная бочка.

После того как запасетесь всеми необходимыми материалами, можно приступать к работе.

Схема теплоаккумулятора SWaG 800

Выбор модели

Выбор оптимальной модели зависит от ряда факторов:

• мощность отопительного прибора,
• давление системы (рекомендуем заранее купить насос для опрессовки системы отопления),
• вид теплоносителя и так далее.

Подходящая конфигурация теплового аккумулятора для индивидуального отопления (как сделать своими руками) подбирается, исходя из личных предпочтений собственника и особенностей строения, и может выглядеть как:

• бак без теплообменника;
• емкость с одним теплообменником;
• бак с двумя теплообменниками;
• емкость с бойлером.

В случае с бойлером, накопитель превращается в многофункциональное устройство, способное обогревать помещение и снабжать холодной водой.

Расчет необходимого объема бака лучше сделать при помощи онлайн-калькулятора или использовать специальные таблицы.

Накопитель энергоресурса своими руками

Максимально простую модель теплового аккумулятора можно сделать своими руками из готовой стальной бочки. Если таковой в распоряжении нет, придется приобрести несколько листов нержавейки толщиной не менее 2 мм и сварить из них подходящую по размеру емкость в форме вертикального цилиндрического бака.

Использовать для изготовления теплоаккумулятора еврокуб не рекомендуется. Он рассчитан на контакт с теплоносителем, имеющим рабочую температуру до + 70 ºС и просто не выдержит более горячих жидкостей

Для подогрева воды в буфере потребуется взять медную трубку диаметром 2-3 сантиметра и длиной от 8 до 15 м (в зависимости от размеров бака). Ее придется согнуть в спираль и разместить внутри резервуара.

Аккумулятором в такой модели выступит верхняя часть бочки. Оттуда нужно вывести отводной патрубок для выхода горячей воды, а снизу сделать такой же для входа холодной. Каждый отвод оснастить краном для контроля поступления жидкости в накопительную зону.

В открытой отопительной системе в качестве буферного резервуара можно использовать стальной прямоугольный бак. В закрытой системе это исключено по причине возможных скачков внутреннего давления

На следующем этапе необходимо проверить емкость на герметичность, наполнив ее водой или смазав сварные швы керосином. Если утечки нет, можно перейти к созданию утеплительного слоя, который позволит жидкости внутри бака максимально долго оставаться горячей.

Как утеплить агрегат

Для начала внешнюю поверхность емкости нужно тщательно зачистить и обезжирить, а затем прогрунтовать и покрасить термостойкой порошковой краской, защитив таким способом от коррозии. Потом обернуть резервуар утеплителем или рулонной базальтовой ватой толщиной 6-8 мм и закрепить ее шнурами либо обычным скотчем. При желании накрыть поверхность листовым металлом или «закутать» бак в фольгированную пленку.

Не стоит применять для утепления экструдированный пенополистирол или пенопласт. С наступлением холодов в этих материалах могут завестись мыши, ищущие себе теплое местечко для зимнего проживания

Во внешнем слое следует вырезать отверстия для отводных патрубков и подключить емкость к котлу и отопительной системе. Буферную емкость нужно оснастить термометром, датчиками внутреннего давления и взрывным клапаном. Эти элементы позволяют контролировать потенциально возможный перегрев бочки и время от времени сбрасывать избыточное давление.

Теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Теплоаккумулятор имеет довольно простую конструкцию, из-за чего его легко изготовить своими руками. Для этого понадобятся:

• стальной бак необходимого объёма;
• трубы нужного диаметра;
• змеевик из медных трубок;
• теплоизоляционный материал;
• фольгированная плёнка;
• скотч;
• циркуляционный насос.

Для изготовления бака может использоваться металлическая бочка ёмкостью не менее, чем 150 литров. После её очистки от загрязнений бочку утепляют, закрепляя утеплитель скотчем. Для того, чтобы буферный бак лучше сохранял тепло, его нужно снаружи покрыть специальной фольгированной плёнкой.

Затем внутри бака размещают теплообменники. Сверху бочки просверливается отверстие для отводного патрубка, а в дне – отверстие для входного патрубка. Входной и выходной патрубки оснащаются кранами, с помощью которых регулируется подача воды. Простейший теплоаккумулятор готов, его можно подключать к системе отопления.

Можно ли сделать своими руками

Собрать теплоаккумулятор для котлов отопления можно своими руками. Для этого необходимо взять стальной бак или приобрести листы из нержавеющей стали с толщиной более 2 мм, сварить ёмкость в виде цилиндра (вертикальный бак).

Чертеж аккумулятора

Потребуется труба из меди диаметром 2-3 см и длиной 8-15 м. Её нужно согнуть в виде спирали и поместить внутрь резервуара. Здесь аккумулятор – это верхняя часть ёмкости. В ёмкости устанавливаются подключения для выходящей горячей воды и поступающей холодной.

Для открытой системы отопления подойдёт бак из стали кубической формы.

Обязательно нужно проверить герметичность ёмкости, заполнив её водой или смазав керосином сварные швы. Если всё нормально, то необходимо утеплить самодельное устройство, что позволит жидкости в ёмкости как можно дольше быть горячей.

Утепляется агрегат следующим образом:

1. Внешнюю поверхность ёмкости необходимо хорошо очистить и обезжирить, покрыть антикоррозийными веществами.
2. Выполнить теплоизоляцию. Можно обернуть ёмкость в фольгированную пленку.
3. Предусмотреть отверстия для отводных патрубков и подключить ёмкость.
4. На буферный бак необходимо установить термометр, манометр и взрывной клапан.

Для утепления лучше не использовать пенопласт. В холодное время в них заводятся мыши, которые ищут место для зимовки.

Примеры самодельных теплоаккумулирующих емкостей для отопления

ТА для дешевого отопления электричеством

Этот теплоаккумуляторный бак был сделан под электрический котел. С его помощью запасается тепло во время действия ночного тарифа. Емкость получилась большой, чтобы ускорить процесс и иметь определенный запас мощности на случай уменьшения срока действия ночного тарифа, были врезаны еще три ТЭНа по 2 кВт. Они включены «звездой» к трехфазной сети.

Этот теплоаккумулятор сделан из обычной листовой стали 4 мм толщиной

• размер бака — 1,5*1,5*0,75 м (емкость около 1,7 м³) , толщина листа — 4 мм (пошла часть листа 1,5*6 м);
• радиатор чугунный — 7 секций;
• металлический уголок — приварен по периметру верхней части для фиксирования крышки;
• резиновый уплотнитель на самоклеящейся основе — для уплотнения той самой крышки;
• металлическая арматура — штуцера с наружной резьбой, отсечные краны;
• электроды для сварки.

Сам процесс сборки емкости прост — надо:

• Проварить все швы, зачистить, покрыть грунтовкой.
• Сделать отверстия под патрубки, установить и обварить арматуру.
• Приварить «стяжки» внутри бака».

Установлен на 10 см пенопласт. После заполнения проседания не замечено

Готовый бак установлен на слой пенопласта высокой плотности (10 см), обложен по бокам и сверху матом из минеральной ваты толщиной 1о см. Утеплитель приклеивался к стенкам. При эксплуатации бак и компоненты начали сильно ржаветь. Замедлить процесс помог установленный внутрь магниевый анод.

Самодельный герметичный бак из нержавеющей стали

В систему отопления с угольным котлом мощностью 56 кВт (отапливаемая площадь 190 м

²), собрали теплоаккумулятор объемом в 4 куба. И мощность котла, и размеры бака взяты с очень большим запасом — владелец хочет топить в холода не чаще 1 раза в день, при небольшом минусе — раз в два-три дня. С такими параметрами ему это удается. Предполагается в систему подавать теплоноситель с температурой не выше 50°C, так что радиаторы в комнатах установлены с двойным запасом (расчет был по площади). На каждом радиаторе стоят терморегуляторы, чтобы была возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно. Для самодельного теплоаккумулятора использовалась листовая нержавеющая сталь толщиной 2 мм.

Из особенностей конструкции: самодельный теплообменник. Он тоже сделан из листового металла. Представляет собой две пластины, между которыми наварены полосы металла. Эти полосы — направляющие для потока теплоносителя. Они немного не доходят до одного из краев, расположены так, чтобы поток шел «змейкой».

Так приварены «направляющие» для потока теплоносителя от котла

Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками – конструкция, особенности устройства

Отопление загородных домов обычно осуществляется за счет твердотопливных котлов. Это обуславливается недоступностью или чрезмерной стоимостью любых других видов топлива. Характерной особенностью эксплуатации твердотопливных отопительных котлов является необходимость регулярной заготовки топлива, причем его объем порой очень велик – для отопления крупных домов требуется немало горючего.

Еще одна особенность отопительного оборудования, работающего на твердом топливе – его нужно протапливать не реже двух раз в сутки. Нарушение этого правила приводит к снижению температуры в доме, а значит, и снижению уровня комфорта. Впрочем, решение данной проблемы есть – на рынке присутствует масса моделей котлов длительного горения, которые могут работать на одной закладке топлива несколько дней подряд.

Если же в доме уже установлен обычный котел, то для увеличения срока его работы на одной партии топлива потребуется тепловой аккумулятор, который встраивается в конструкцию и накапливает в себе лишнее тепло. Впоследствии это тепло будет отдаваться зданию, тем самым обеспечивая поддержание комфортного температурного режима. В данной статье речь пойдет о том, как сделать теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками.

Этапы сборки теплоаккумулятора

Для начала нужно подготовить бочку. Если она старая, то очистите ее от загрязнений и следов коррозии.

Берем теплоизоляционный материал и оборачиваем им внешние стенки бака, после чего закрепляем утеплитель с помощью скотча, обмотанного в несколько слоев. Для утепления отлично подойдет минеральная вата, а вот использование экструдированного пенополистирола не рекомендуется, из-за того, что под такой обшивкой в холодное время года могут поселиться мыши. К минеральной вате они равнодушны.

Чтобы окутать бочку, нужно взять фольгированную пленку и зафиксировать ее клейкой лентой. Самодельный теплоаккумулятор можно обшить листом металла.

Следующим шагом станет изготовление змеевика. Для этого понадобится медная трубка длиной 8–15 метров (длина зависит от объема бака) и диаметром 20–30 метров. Согните трубу в спираль и поместите внутрь бочки. При соединении змеевика с котлом спираль будет нагреваться, соответственно, будет нагреваться и вода в накопителе.

Для движения воды нужно сделать патрубки, которые мы оснастим кранами. Краны нужны, чтобы при необходимости можно было быстро перекрыть циркуляцию воды.

Последний этап – это установка теплоаккумулятора. Бак устанавливают на бетонную основу. Можно использовать готовую плиту или же самим залить опалубку бетонным раствором.

Этот тип конструкции подходит для однокотловой системы отопления. Если котлов несколько, новичку будет сложно сделать правильный агрегат самостоятельно.