Устройство аккумуляторного бака: материалы, принцип работы, преимущества и недостатки

Подогреваемый аккумуляторный бак, установленный в контуре, экономит топливо для подогрева теплоносителя в современных системах. Его можно использовать в твердотопливных системах, а также в газовом или электрическом отоплении.

Нагрев накопительного бака позволяет вырабатывать полученную тепловую энергию, которая затем возвращается в нагрев воды или снова используется для обогрева помещений. Внутренняя полость имеет специальные накопительные емкости, размер который определяется в зависимости от конкретной модели и модели.

Детали выбора аккумулятора бака

Главный критерий выбора аккумуляторного бака для отопления – наличие достаточного свободного места в помещении, где он будет устанавливаться. Также необходимо предусмотреть возможность армирования пола под котельной. Если устанавливается на площадке, которая не подготовлена должным образом, возможны неблагоприятные последствия, такие как поломка, деформация или другие повреждения из-за чрезмерной массы.

Если необходимо установить аккумуляторный бак объемом 1 м3 , но это невозможно, можно установить два таких бака объемом 0,5 м3 в разных местах для уменьшения нагрузки.

Еще одной причиной установки аккумуляторного отопления может быть наличие горячей воды. Когда в помещении нет контура горячего водоснабжения, то при установленном баке для воды можно установить систему ГВС.

Есть отдельные модели с заводскими батареями, оснащенные ТЭНами. Производители устанавливают такие элементы в верхней части бака. Такое решение помогает поддерживать высокую температуру длительное время. Это требуется, чтобы обеспечить дом горячей водой для ее нормального использования.

Что такое буферный аккумуляторный бак?

Буферная батарея для отопления (теплоаккумулятор) является теплоаккумулирующим устройством. Внешне этот бак имитирует термос, стенки которого утеплены специальным теплоизоляционным материалом (термостойким поролоном), отлично справляющимся с поставленными задачами.

Так как основная задача устройства – аккумулировать и удерживать тепло, то основным его элементом является теплоизолятор.

По его материалу определите тип буферной емкости:

• жидкостный;
• твердотельный;
• термохимический;
• паровой;
• с дополнительным ТЭНом.

Некоторые системы отопления могут использовать антифриз, если в качестве теплоносителя используется вода. В любом случае любой бак, вне зависимости от утепления. Завершается подводящими и отводящими патрубками, ведущими соответственно к котлу и системе отопления.

Преимущества аккумуляторного бака

Как правило, баки-аккумуляторы горячей воды применяются в твердотопливных системах отопления и имеет ряд преимуществ:

• Автоматически прогревает помещение в течение большого количества времени, даже после того, как теплоноситель полностью перестал греть. Система выдержит часы аккумулированного тепла.
• Сосуд, встроенный в контур, помогает эффективно защитить рубашку котла от закипания и повреждения. В случае непредвиденного отключения электроэнергии или когда термостатическая головка перекрывает подачу теплоносителя в систему при достижении им рабочей температуры, происходит подогрев воды в баке (аккумулирование тепла). За это время можно успеть запустить генератор, либо после снижения до нужного уровня температура возобновит цикличность с радиатором.
• В случае непредвиденного отказа насоса предотвращается возможность попадания холодного теплоносителя в теплообменник отопления, расположенный в зоне отопления, с обратной стороны.
• Камера хранения тепла действует как гидродинамический сепаратор. Это решение обеспечивает максимальную независимость всех кабелей, что способствует экономии средств.

Стоит отметить, что у этого бака есть и недостаток. Причина в том, что стоимость проекта установки относительно высока, что выдвигает более высокие требования к условиям размещения гидрооборудования.

Классическая схема подключения

Существует несколько типовых схем подключения батареи к системе отопления. Самый простой из них соединяет котел и бак в самотечную схему, которая может работать даже при полном отключении питания от подкачивающего насоса. В этом случае твердотопливные котлы следует изначально обвязывать с учетом буферной емкости.

Аккумулятор тепла должен быть подключен параллельно котлу отопления. Хотя этот способ и рудиментарный в исполнении, он самый правильный и действенный.

В этом случае установка емкости для воды осуществляется над батареей. При монтаже задействованы перекачиваемая вода, обратный клапан и термостатический клапан. Цикл начинается с нагрева воды. Насос начинает качать его по трубе через клапан к радиатору. Выполняется такой процесс до тех пор, пока система не прогреется до заданной критической точки, к примеру, охлаждающая жидкость будет выходить при 60 градусов.

При этом клапан выпускает небольшое количество холодной воды по патрубку через нижнюю часть бака. Теплая жидкость поступает в систему через котел отопления по верхнему открытому патрубку. В это время аккумулятор заряжается.

После того как все твердое топливо в топке выгорело, температура воды в водопроводе стала падать. При достижении установленной температуры 60 градусов термостат отключит подачу воды из зоны нагрева. В это время поток воды в резервуаре для воды открывается для подачи холодной воды, а трехходовой клапан возвращается в исходное положение.

Задача обратного клапана, установленного параллельно термостату, – остановить насос. В этом случае котел подключается к батарее, и вода будет поступать прямо из бака в устройство, в которое уже залито горячее водоснабжение из бойлера. Термостат в этой цепи не активирован.

Расчет аккумуляторного бака

На рынке производители предлагают модели аккумуляторов с различными параметрами. Главный критерий подбора сосуда по размеру – мощность используемого в системе котла. За счет встроенного змеевика в нем происходит нагрев теплоносителя. Он действует как теплообменник. В некоторых моделях используется несколько катушек.

Традиционно для расчета параметров регенератора принято использовать следующий алгоритм:

• Объем 25-30 литров эквивалентен выходной мощности 1 кВт твердотопливного котла.
• Следовательно, при параметре 15 кВт потребуется батарея емкостью примерно 700 литров. Мощность котла всегда выражается в ваттах, и ее легко найти в инструкции по эксплуатации. Умножив имеющееся число на 30, получим искомое значение бака в литрах.

Рассчитать объем, необходимый для аккумуляторного бака, намного проще, если система отопления уже смонтирована и исправно работает. Те, кто пользуется системой, знают подачу воды, и время, прошедшее между закладками котла. Чтобы определить какой объем бака потребуется для вашей системы необходимо количество теплоносителя в системе умножить на количество времени, выраженного в часах, которое прохожит между топками котла.

Используя буферные аккумуляторные баки в системах отопления и ГВС, можно организовать бесперебойную подачу тепла и воды. Даже если он по какой-то причине закрыт, в вашем доме все равно будет поддерживаться комфортная температура. Кроме того, он равномерно распределяет тепло по всему помещению, поэтому вы экономите деньги на счетах.

Принцип работы аккумуляторного бака в системе отопления

• Котел нагревает воду, которая затем поступает в ТА, который постоянно заполнен теплоносителем;
• Затем теплоноситель поступает в контур отопления, отводя часть тепла на общий объем резервуара;
• Температура воды в баке-аккумуляторе постепенно повышается;
• Из контура обратка поступает и в ТА;
• Из бака флегма отводится в котел.

Подача воды бака на отопление осуществляется вверху, а обратка выводится внизу. Эти потоки движутся в разных направлениях в водохранилище. Проблема в том, что они пересекаются и обмениваются теплом. В противном случае накопления тепла не произойдет. В этом случае необходимо не просто смешать воду в емкости, а правильно ее перемешать.

Что это значит? Циркуляция должна быть настроена таким образом, чтобы подача падала на обратку, а обратка не поднималась. Только в этом случае слой жидкости между потоками нагревается.

Регулируйте циркуляцию, выбирая мощность насоса до и после нагрева бака и устанавливая его на одну из трех рабочих скоростей. Перед насосом важно установить фильтр для системы отопления. Иначе циркуляционный насос выйдет из строя и потребуется выполнить его дорогостоящий ремонт или приобрести новый.

Помимо отопления дома в аккумуляторном баке системы отопления, в нем также может быть установлен контур горячего водоснабжения. Кроме того, установка оснащена дополнительным источником тепла в качестве вспомогательного источника тепла.

Только когда аккумулятор полностью заряжен, он перестает поглощать часть тепла подаваемого к нему теплоносителя. То есть температура воды каждого слоя одинакова, что равно температуре воды на подаче котла.

Объем бака

Давайте выясним, сколько тепла должно храниться. Мнения различаются, и все они основаны на следующих расчетах:

• площадь участка;
• мощность котла.

Давайте посмотрим на каждый из них. Если исходить из размеров помещения, то точной рекомендации нет. Так как на срок службы батареи безкотловой системы влияет множество факторов, важнейший из которых – теплопотери в помещении. Чем лучше произведена теплоизоляция загородного дома, тем дольше буферный аккумуляторный бак будет обеспечивать теплом дом.

Грубо подсчитанный, по площади помещения, объем теплоаккумулятора должен превышать количество квадратных метров в помещении в 4 раза.

Конечно, чем больше объем бака, тем лучше, но чтобы нагреть больше теплоносителя, требуется большая мощность обогревателя. Расчет мощности котла производится исходя из площади обогрева. Один киловатт может обогреть 10м. Можно поставить и пятитонный бак, только если котел такой объем не потянет, такой большой бак-аккумулятор ставить не имеет смысла. Поэтому необходимо скорректировать расчет мощности самого котла.

Получается, пожалуй, что правильнее производить расчет по мощности котельного оборудования. Приведем пример для дома площадью 200 м2. Примерный расчет объема расширительного бачка следующий – 1 кВт мощности нагревает 25 л теплоносителя. Иными словами если есть ТЭН мощностью 20 Вт, то объем бака должен быть в районе 500 л, что для такого случая явно мало.

По результатам расчетов можно сделать вывод, что если вы собираетесь устанавливать аккумулятор тепла, то вам нужно это учитывать при выборе мощности котла не один киловатт на 10 метров площади обогрева, а два киловатта. Только тогда система будет сбалансирована. Объем ТА также повлияет на расчет емкости расширителя. Расширительный бачок – резервуар, который компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Чтобы рассчитать его объем, разделите общий объем теплоносителя в контуре, включая емкость расширительного бачка, на десять.

Преимущества и недостатки ТА

Начнем с преимуществ использования аккумуляторного бака:

• температурная стабильность в контуре;
• экономия топлива;
• уменьшение количество топлива, загружаемого в котел;
• нагреватель работает на полную мощность;
• экономии можно добиться, если электрический котел выступает в роли обогревателя;
• теплоноситель и горячая вода в контуре отопления нагреваются одновременно.

Нет ничего без недостатков. То же самое и здесь

• занимают много места;
• очень дорогой;
• нужен более мощный котел.

При организации отопления в доме главный фактор, который ограничивает использование того или иного оборудования, является финансы и площадь помещения. Использование аккумуляторного бака помогает снизить затраты на топливо и стабилизировать температуру в контуре. При этом в первую очередь нужно купить котел вдвое большей мощности, что, конечно же, дороже, и купить сам тепловой аккумулятор, что тоже недешево. Можно купить поэтапно, сначала сделать схему без накопительного бака, а потом покупать потихоньку, если желание не пропадет. В этом случае расположение нагревательных трубок необходимо немного изменить.