Навіщо потрібна буферна ємність для системи опалення

Навіщо потрібна буферна ємність в системі опалення

Буферна ємність – металева бочка з утепленням об'ємом від 200 літрів, що встановлюється між джерелом теплової енергії і системою опалення будинку як роздільник теплових контурів з різною температурою і накопичувача тепла.

Акумулює бак необхідний, якщо в одну систему об'єднуються кілька різних джерел теплової енергії: газовий, твердопаливний, електричний котли, тепловий насос і сонячний колектор. Теплоаккумулятор збирає тепло в будь-який час роботи кожного з джерел. Наприклад, днем ​​- від сонячного колектора, вночі - від теплонасоса або електрокотла, в будь-який час роботи газового або твердопаливного котла.

Роздача тепла відбувається в постійному режимі. Підключення буферної ємності в контур передачі теплової енергії підвищує економічність роботи самого твердопаливного котла за рахунок збору і накопичення тепла. Це дозволяє виключити холостий витрата теплової енергії з системи.

Використання буферних ємностей

Схема опалення на основі твердопаливного котла без буферної ємності являє собою типовий контур підігріву і подачі води до випромінюючих поверхонь (радіаторів, батарей, панелям, конвекторам). За рахунок згоряння твердого палива в камері котла, виділяється тепло, яке йде на розігрів теплоносія. Ця рідина передається безпосередньо через трубну магістраль до теплоізлучателям. Негативним аспектом такої системи є часта закладка котла: кожен раз необхідно підігрівати повністю весь обсяг рідини в системі. Відбувається надмірна витрата енергоресурсу на нагрів. До 30% палива йде в даному випадку на оборгев вулиці, тому що на максимальній потужності котел видає надлишкове тепло і господареві будинку доводиться відкривати кватирки.

Поширеним рішенням цієї проблеми є підключення буферної ємності. Між котлом і радіаторами вставляють теплоакумулююча бак, який функціонує на підставі принципу термодинамічної рівноваги.

Як працює система з баком

Нагрітий об'єм води переміщається в накопичувач, де і зберігається. За сигналом термостата вмикається циркуляційний насос, який приводить в рух теплоносій. З бака буферної ємності вода прямує до радіаторів. Відбувається випромінювання через джерело тепла. Після цього охолоджена рідина повертається назад в нижню частину ємності. В результаті процесу конвекції, відбувається змішування з теплою водою у поверхні. Ця вода знову йде в радіатори і віддає тепло.

Після декількох подібних циклів роботи маємо загальне зниження температури в буферній ємності для котла, труб і радіаторів.

Щоб не втратити теплову потужність системи в цей час необхідно підігріти воду на 5-10 градусів. Виходить, що система опалення будинку експлуатується в двоконтурних режимі. За рахунок природної роботи теплоаккумулятора можна зменшити кількість закладок котла.

Представлена ​​схема підключення бака дозволяє створити "підживлює" джерело тепла. Підігріти теплоносій на кілька градусів набагато простіше і дешевше, ніж на кілька десятків градусів.

Переваги і недоліки застосування

Будь-яке джерело тепла для опалення приватного будинку має свої особливості, які враховуються при проектуванні і монтажі теплової установки.

Буферна ємність для твердопаливного котла має ряд незаперечних переваг:

Економія енергоресурсів до 50% (за рахунок використання нічного тарифу та збереження всього виробленого тепла);

1. Бак дозволяє працювати котлу на твердому паливі на максимальній потужності постійно - це збільшує ресурс котла, тому що знижується утворення конденсату; робота на максимальній потужності сприяє повному згорянню палива, що знижує кількість шкідливих викидів у вигляді чадного газу і сажі - чистити котел потрібно рідше;
2. Захист від перегріву системи за рахунок буферного об'єму теплоносія;
3. Робота теплоакумулятора максимально ефективно проявляється в періоди міжсезоння (температури навколишнього середовища від -5 до + 10 ° С).

Останній аргумент є вагомим для приміщень, які розташовані кліматичних зонах України.

Але буферна ємність для котла також має і свої недоліки і додаткові умови:

1. Додаткові вкладення на покупку самого резервуара і супутнє обладнання для його обв'язки. Однак, розрахунки показують, що за рахунок економії в подальшому, кошти повернутися за 2-3 сезони опалення.
2. Ускладнення системи опалення і додатковий простір для обладнання. Але обслуговування опалення стане більш комфортним: твердопаливний котел і димар потрібно рідше чистити. Завантажувати паливо рідше.
3. Початковий "розгін" системи в межах 2-4 годин.

Щоб скоротити час початкового нагрівання системи опалення ми встановлюємо додатковий обвідний контур з байпасом повз бака. Ємність буде нагріватися вже після нагріву теплоносія в радіаторах будинку.

Інший варіант вирішення цього завдання можна виключити за допомогою підігріву води безпосередньо в резервуарі, наприклад, через електричний ТЕН або газовий запал. Але цей спосіб ми вважаємо недоцільним через неефективне використання енергії.

Розрахунок обсягу буферної ємності

Підбір буферної ємності для твердопаливного котла базується на банальному розрахунку повного обсягу теплоносія. Також з цього значення вичитав обсяг води в магістралі і радіаторах.

Типовий розрахунок буферної ємності теплоаккумулятора зводиться до звичайної формулою зі шкільної термодинаміки:

Q = c × m × ∆t,
де Q – витрачена кількість енергії,

c – Питома теплоємність рідини,

m – маса теплоносія,

∆t – різниця температур в градусах.

Норма витрати тепла в Україні на 1 м2 площі приміщення складає 80 Вт × год.

С - таблична величина для води 4,2 кДж / кг × К;

Обчислимо, наприклад, Q1 - кількість тепла, необхідне для нагрівання 1 літра води на 40 градусів для будиночка 150 м²

:

Вважаємо необхідний розмір буферної ємності m для самостійного обігріву будинку в протягом 5 годин:

Тепловтрати Q будинку за 5 годин складуть 60 000 Вт.

Таким чином нам знадобиться теплоаккумулятор ємністю 1300 л.

Тут ми не враховували охолодження бака за ці ж 5 годин. Цей параметр залежить від ступеня утеплення самої бочки, а також, від температури в приміщенні, де вона встановлена.

Термін окупності буферної ємності

Додаткові витрати при установці теплоаккумулирующей ємності в наведеному вище прикладі складуть:

1. Вартість буферного бака з утепленням ємністю 1200 л - від € 240 до € 750.
2. Монтажні роботи € 100.

Разом: від 340 до 750 євро. В середньому - 500 євро.

Вкладення окупаються за рахунок економії палива, раціонального використання виробленого тепла.

За 1 годину опалення без спалювання палива економиться близько 3 кг дров (вартістю близько 0,12 євро / кг) або 1 кг вугілля (вартістю 0,15 євро / кг).

За сезон час опалення без працюючого котла складе: 10 годин на добу * 180 днів = 1800 годин.

Таким чином, економія за один опалювальний сезон складе:

• на дровах - 1800 годин * 0,12 євро / кг = 216 євро.
• на вугіллі - 1800 годин * 0,15 євро / кг = 270 євро.

Тепер легко порахувати, що вартість покупки і установки теплоакумулюючого буферного бака окупиться приблизно за 2 ÷ 3 сезону (500 євро / 216-270 євро). А в наступні роки скоротить витрати на опалення на 30 ÷ 40%.

Вибір моделі теплоаккумулятора

Тепер, коли ви визначили необхідний розмір бака - переходите до вибору конкретної моделі: https://ese-dp.com.ua/thermotechnical-equipment/storage-tanks/akkumulirujuschie-baki-gt-obem-l/1000/1500/

Буферна ємність в системі опалення для будинку є оптимальним варіантом безпечного і економічного використання твердопаливного котла для плавного регулювання і тривалого підтримки заданого температурного режиму в приміщеннях.