Про теплоаккумуляторы


Тепловой аккумулятор без изоляции	Тепловой аккумулятор с изоляцией в брезентовом кожухе

Большинство из нас знает, что такое аккумулятор, но, обычно, это устройство ассоциируется с электроэнергией (батареи, которые могут заряжаться или автомобильные аккумуляторы). Но далеко не все знакомы с тепловыми аккумуляторами, спрос на которые с каждым годом растет, а в Западной Европе они уже стали нормой.

Учитывая увеличение использования восстанавливаемых источников энергии, многие европейские производители признали необходимость комбинирования нескольких источников тепловой энергии в единственную систему теплоснабжения. Такая система может включать котлы, которые работают на газе и жидком топливе, электрические нагреватели (например, ТЕНи), а также альтернативные источники — тепловые насосы, солнечные коллекторы, дровяные котлы и устройства для утилизации тепла. Комбинированная система теплоснабжения позволяет максимально эффективно использовать тепло из источников, которые являются временно доступными.

Солнечная энергия поступает только тогда, когда светит солнце, тепло от сжигания дров или брикетов доступное лишь тогда, когда горит огонь. Поступление тепловой энергии от теплового насоса или электрического нагревателя может быть экономически выгодным только в те периоды суток, когда действует сниженный тариф на коммунальные услуги. Еще больше осложняет ситуацию то, что температура воды, которую обеспечивают такие источники тепловой энергии, может значительно отличаться.

Каждый источник тепловой энергии на протяжении своего действия поставляет тепло в теплоакумулятор, который по мере необходимости отдает его в систему отопления для поддержки соответствующей температуры в помещении, которое обогревается. Наиболее распространенными и простыми в применении есть аккумуляторы емкостного типа, в которых используется теплоемкость вещества, которое нагревается без изменения ее агрегатного состояния. Чаще всего используется вода (дешево и удобно), реже — водород, растворы солей, а также камень, галька. Теплоаккумуляционную способность или мощность (Вт), которая может быть накоплена в аккумуляторе теплоты емкостного типа определяют за формулой:

формула буферная емкость теплоаккумулятор тепловой аккумулятор буферный накопитель

Наиболее распространенным является использование баков-аккумуляторов тепла объемом 300-2000 л, которые применяются в системах с естественной и принудительной циркуляцией. В самой простой конфигурации тепловой аккумулятор это – вертикальный стальной бак высотой в 3–5 раз большей от диаметра для обеспечения температурного расслоения воды. По всей высоте бака размещены патрубки для подведения и отведения воды, а также для монтирования электрических ТЕНов.

Вода с наивысшей температурой накапливается в верхней части бака и может отводиться через верхние патрубки для отопления радиаторами; менее нагретая вода (средняя часть бака) может отводиться патрубками среднего уровня для отопления теплыми полами. Внутренняя поверхность бака не нуждается в защите от коррозии, поскольку в системах отопления постоянно используется та же вода, которая со временем становится «нейтральной». Для уменьшения теплопотерь через стенки бака его необходимо изолировать, например, термостойким поролоном толщиной до 100 мм (рис. 2).

В накопительном баке могут быть предусмотрены горизонтальные перегородки, которые разделяют его на секции с разными уровнями температуры по высоте. В определенной мере, это улучшает эффективность аккумуляции теплоты. Также он может комплектоваться ревизионным фланцем.

Для подключения к системе теплоснабжения солнечных коллекторов в нижней части бака размещается стальной теплообменник. Такое его размещение обеспечивает возможность работы контуру коллекторов при самой низкой возможной температуре с максимальной эффективностью.

Традиционно для приготовления питьевой горячей воды в верхней части накопительного бака размещается небольшой резервуар (50-100 л). Этот резервуар полностью окружен горячей водой, которая предопределяет быструю передачу тепла к питьевой воде. Здесь возникает достоверность размножения легионел, что требует дополнительных затрат на технические средства защиты. Альтернативным вариантом является применение теплообменника, изготовленного из пищевой нержавеющей стали. В таком случае бак-аккумулятор тепла работает как проточный водонагреватель. В теплообменнике находится минимальный объем воды, которая снижает достоверность образования легионел. Малый объем не означает низкой производительности. Большая площадь нагрева и запас тепла в аккумуляторе позволяют мгновенно нагреть поток холодной воды к необходимой температуре.

Максимальная температура теплоаккумуляторов не превышает 90 °С. технические требования к отопительным котлам также определяют, что высшей температурной границей является показатель 95 °С. Потому при установлении в своем доме буферного накопителя тепла очень важным фактором являются размеры и температурный режим отопительных элементов, предусмотренных для использования в системе теплоснабжения. Опыт показывает, что наибольший эффект аккумуляторов будет достигаться в системе низкой температуры. Наилучше система с тепловым аккумулятором будет функционировать в доме с обогревом с помощью теплых полов.

Следует заметить, что аккумулирующие емкости во многих случаях для комплексных систем теплоснабжения выступают не как опция, которая делает систему комфортной и экономически выгодной, а как необходимый элемент — «сердце» системы. Например, в Западной Европе установка буферной емкости вместе с дровяным котлом является обязательным требованием. При этом теплоаккумулятор не только экономически выгоден, но и, благодаря полному сгоранию топлива, предотвращает забивку дымохода дегтевыми осадками.

Дрова содержат очень много разных веществ, в том числе деготь, кислоты и др., которые выделяются при накаливаннии дров. Для обеспечения качественного сжигания всех этих веществ котел должен постоянно работать на полной мощности, а этого можно достичь созданиям системы теплоснабжения с тепловыми аккумуляторами. Принцип регуляции мощности многих твердопаливних котлов ориентированный на неполное сгорание или тление топлива. В обычных котлах эту операцию выполняет регулятор тяги — воздушный клапан, который открывается цепочкой и при определенной температуре сам закрывается. Таким образом к топливу не подается кислород, но оно остаеться раскаленным и из него выделяются вещества, которые при других условиях сгорели бы.

После установления теплового аккумулятора с дровяным котлом получаем 20-ти процентную экономию дров.

Потому установление теплового аккумулятора рекомендуется планировать уже на стадии проектирования дома. В противоположном случае желания его смонтировать может не совпасть с техническими возможностями из-за нехватки места.

Ознакомиться с техническими характеристиками, схемами подключения и ценами на тепловые аккумуляторы Вы можете в соответствующих разделах сайта.