Аккумулятор тепла для системы отопления своими руками

Собираем теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Однажды установив теплоаккумулятор в основное отопление загородного дома, будут достигнуты следующие цели:

• протопка твердотопливного котла в удобное для домовладельца время;
• увеличение временного промежутка между закладкой очередной порции топлива;
• оптимизируется расход твёрдого топлива для обогрева помещения.

Совместив основное отопление с буферной аккумулирующей ёмкостью, появляется возможность в значительной степени снизить расходы энергоресурсов не в ущерб комфорту проживания жильцов. При этом экономия может быть значительно увеличена при установке дополнительных датчиков и терморегуляторов. Благодаря этому, когда температура в доме достигла заданных параметров, прекращается поступление теплоносителя в радиаторы.

Вырабатываемая тепловая энергия котлом, который продолжает работать, начинает накапливаться в теплоаккумуляторе. После того как теплоноситель остынет тепло из буферной ёмкости начинает передаваться обратно в отопительную систему мимо остывшего котла. При этом чем больше ёмкость теплоаккумулятора тем дольше отопление будет работать за счёт накопленного тепла.

Конструктивные особенности теплоаккумулятора

Конструкция буферной ёмкости изготавливается из листовой стали. напоминая собой форму цилиндра. При этом объём бака варьируется от сотни литров до нескольких десятков кубометров. Естественно, чем больше ёмкость, тем сложнее найти место для её размещения. Из-за внушительных габаритов накопительного бака возникают проблемы с его установкой в котельной или другом подсобном помещении.

Производителями выпускаются готовые теплоаккумуляторы, которые на прилавки магазинов поступают совместно с теплоизоляцией. По толщине качественный утеплитель должен быть не меньше 100 мм. Утеплённую ёмкость закрывают кожухом, сшитым из качественного коже заменителя. Благодаря качественной теплоизоляции теплоноситель в накопительном баке остывает намного медленней. По своей конструкции теплоаккумуляторы бывают следующих типов:

• без вмонтированного теплообменника;
• с несколькими или одним змеевиком;
• с вмонтированными бойлерами, меньшими по диаметру основной ёмкости, которые используются для обеспечения горячего водоснабжения в доме в автономном режиме.

Стальной корпус бака обустроен несколькими резьбовыми патрубками, используемыми для подсоединения аккумулирующего устройства к котлу и основной разводке отопления по комнатам.

Как быстро расходуется тепловая энергия?

На сегодняшний день точных данных по расходу тепла в теплоаккумулирующем устройстве не существует. В первую очередь, это обусловлено тем, что энергия, накопленная в буферном баке, расходуется в зависимости от следующих факторов:

• от размеров ёмкости;
• от степени потерь тепла в доме;
• от температурных показателей на улице;
• от заданного режима нагрева помещения.

Отопление загородных домов в режиме пассивной работы твердотопливного котла может длиться от пары часов до нескольких дней. При работе теплоаккумулятора основной отопительный агрегат простаивает вхолостую, а, значит, экономится топливо.

Собираем тепловой аккумулятор своими руками

Чтобы все сборочные работы по изготовлению буферной ёмкости своими руками прошли удачно, нужно подготовить следующие вещи:

• электрическая сварка;
• набор ключей, в том числе и газовый;
• паронитовые или силиконовые прокладки;
• соединительные муфты;
• листовой металл;
• взрывные клапаны.

Для того чтобы собрать теплоаккумулятор своими руками нужно придерживаться определённого порядка действий .

1. С помощью электросварки изготавливается герметический бак.
2. Врезаются патрубки в количестве 4 штук. Пара для подачи и пара для возврата теплоносителя.
3. Патрубки должны размещаться на противоположных сторонах бака при этом подающие концы располагаются в верхней части, а трубы обратки внизу теплоаккумулятора.
4. В верхней части устройства ввариваются муфты, в которых вмонтированы термодатчики и защитный клапан.
5. На завершающем этапе сборки выполняется теплоизоляция.
6. Выполняется подключение подающих труб к верхним патрубкам, а обратного трубопровода к нижним аналогам.
7. Аккумулирующее устройство подсоединяется к котлу.

Важно все расчёты по параметрам мощности аккумулирующего устройства и толщины бака выполнить до этапа сборки.

Варианты подключения теплоаккумулятора

Схема подключения буферной ёмкости своими руками напрямую зависит от циркуляции теплоносителя в отоплении. При естественном движении воды оборудование монтируется в максимальной близости непосредственно возле твердотопливного котла. В ситуации, когда используется циркуляционный насос место размещения теплового аккумулятора большой роли не играет.

Аккумулирующий прибор должен размещаться в помещении с температурными показателями не ниже 10° С. Плюс ко всему необходимо обеспечить доступ к соединительным патрубкам в случае возникновения поломки или проведения профилактических работ. Буферная ёмкость размещается непосредственно в котельной на одном уровне с твердотопливным котлом, но ни в коем случае не выше.

Работа теплоаккумулятора в системе отопления

Благодаря циркуляционному насосу, который обычно устанавливают на участке, соединяющем котёл с тепловым аккумулятором, обеспечивается подача теплоносителя в верхнюю часть буферной ёмкости. При этом из нижних патрубков холодная вода возвращается обратно в центральное обогревательное устройство.

Установка второго циркуляционного насоса выполняется между теплоаккумулятором и батареями, что обеспечивает подачу горячей воды по разводке отопительной системы до момента достижения заданных температурных параметров в обогреваемом помещении.

При остывании теплоносителя ниже минимального параметра происходит срабатывание термодатчиков, и насосы возобновляют подачу горячей воды в отопительную систему. При этом тепловая энергия будет аккумулироваться, когда насос на выходе буферной ёмкости бездействует.

Если не использовать тепловой аккумулятор, то теплоноситель перегревает комнаты в доме и домовладельцу приходится открывать форточки для снижения температуры в помещении. Проще говоря, работа котла происходит для нагрева улицы, что в настоящее время считается преступным расточительством.

После того как закладка топлива в котле полностью прогорит оборудование переходит в режим ожидания, а обогрев дома происходит посредством теплоаккумулятора, который отдаёт аккумулированное тепло в систему отопления. Остывший теплоноситель снова возвращается в буферную ёмкость, постепенно снижая температуру теплоносителя, находящегося, в баке-термосе.

Практические рекомендации специалистов

Исходя из опыта специалистов, которые неоднократно изготавливали тепловой аккумулятор для котла своими руками, были выделены некоторые рекомендации. упрощающие и удешевляющие сборку оборудования:

• Заводской змеевик можно заменить гофрированным шлангом из металла.
• Чтобы избавиться от работ со сварочным агрегатом, можно использовать ёмкости из огнеупорного пластика. Чтобы пластмассовые баки не утратили свою форму, их помещают в решетчатый каркас.
• Компактные теплоаккумулирующие устройства можно устанавливать в системе тёплых полов.
• Для больших помещений лучше использовать заводские устройства расчёт мощности, которых производился опытными специалистами.

В процессе выбора готового теплового аккумулятора для любых типов котлов желательно обратить внимание на наличие нужного количества патрубков. От этого напрямую зависит возможность подключения устройства в систему горячего водоснабжения или тёплых полов, а также использование альтернативных нагревательных устройств, таких как солнечные коллекторы.

Собрать теплоаккумулятор самостоятельно сможет практически каждый. Для этого не нужно покупать дорогостоящие запчасти. Простейшая модель состоит из материалов, которые могут пылиться в гараже или на даче. Но если есть сомнения в собственных силах, то всегда можно приобрести готовое изделие, тем более что цена теплоаккумулятора доступна людям с любым бюджетом.

• Автор: Андрей Витальевич Васильев

Правильное изготовление и установка теплоаккумулятора своими руками

Для большинства любая отопительная система состоит из трех основных частей:

1. Радиаторов отопления
2. Трубных магистралей
3. Отопительного прибора или котла

Однако современные системы могут оснащаться множеством других полезных устройств, одним из которых является тепловой аккумулятор. С его помощью удается накапливать тот избыток энергии, который вырабатывается в котле и расходуется совершенно напрасно.

Большинство моделей представляют собой не что иное, как стальной бак. оснащенный несколькими нижними и верхними патрубками. К первым подключаются источники тепла, ко вторым – потребители. Внутри него располагается жидкость, которую можно использовать в желаемых целях. Изготовить теплоаккумулятор своими руками не составит труда – достаточно времени, рабочих материалов с инструментом и желания.

Вводное видео по установке

Принцип работы

В основе принципа работы теплового аккумулятора лежит высокая теплоемкость воды. Описать его можно следующим образом:

• Трубопровод котла подключается к верхней части бака, в которую поступает горячая вода – максимально нагретый теплоноситель
• Внизу располагается циркулирующий насос, который выбирает холодную воду и пускает по системе отопления обратно в котел
• Очень быстро остывшая ранее жидкость сменяется вновь нагретой

Когда котел прекращает работать, вода в трубопроводных магистралях системы отопления начинает постепенно остывать. Циркулируя, она попадает в бак, в котором начинает выдавливать горячий теплоноситель в трубы. Таким образом, обогрев помещений будет продолжаться определенный временной промежуток.

Функции, которые выполняет теплоаккумулятор

Современные тепло накопительные устройства – сложные аппараты, которые выполняют не одну полезную функцию:

1. Способны обеспечивать дом горячим водоснабжением
2. Стабилизируют температурный режим в помещениях
3. Позволяют увеличить КПД систем отопления до максимально возможного, снижая денежные затраты на топливо
4. Способны объединять более одного источника тепла в общий контур и наоборот
5. Накапливают избыточную энергию, вырабатываемую котлом

Несмотря на все положительные функции, которые выполняет тепловой аккумулятор в системе отопления, он имеет два существенных недостатка:

• Ресурс воды напрямую зависит от вместимости установленного бака, тем не менее он остается ограниченным и имеет быстрое свойство заканчиваться. Будет не лишним дополнительная система подогрева из вне
• Из первого недостатка плавно появляется второй: более ресурсоемкие установки требуют большой свободной площади для их размещения, например, отдельного помещения в виде котельной

В дополнение советуем прочитать наше руководство по сборке солнечного коллектора своими руками

Простой тепловой аккумулятор

Самый простейший теплоаккумулятор своими руками можно изготовить, основываясь на принципе работы термоса – он за счет своих непроводящих тепло стенок не позволяет жидкости остывать на протяжении продолжительного временного периода.

Для работы необходимо подготовить:

• Бак желаемой емкости (от 150 л)
• Теплоизоляционный материал
• Скотч
• Тэны или медные трубки
• Бетонную плиту

Вначале очередь следует подумать над тем, что будет представлять собой непосредственно бак. Как правило, используют любую имеющуюся под руками металлическую бочку. Объем ее каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 л не имеет практического смысла.

Выбранную бочку необходимо привести в порядок. Ее следует почистить, удалить изнутри пыль и прочий мусор, обработать участки, на которых начала образовываться коррозия.

Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за то, чтоб тепло как можно дольше сохранялось внутри. Для самодельной конструкции прекрасно подойдет вата минеральная. Окутав с внешней стороны емкость, необходимо ее хорошенько обмотать скотчем. Дополнительно поверхность накрывают листовым металлом или окутывают фольгированной пленкой.

Для того, чтобы вода внутри подогревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

Первый вариант достаточно сложен и не безопасен, поэтому от него отказываются. Змеевик же можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из нее сгибается спираль и помещается в внутрь.

В изготавливаемой модели тепловым аккумулятором является верхняя часть бочки – из нее необходимо пустить отводной патрубок. Снизу устанавливается еще один патрубок – вводной, через который будет поступать холодная вода. Следует их оснастить кранами.

Простое устройство готово к использованию, но перед этим предстоит решить вопрос, связанный с пожарной безопасностью. Располагать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгородив стенками.

Как подключить

Человек, который много раз сталкивался с устройством систем отопления, без труда должен изготовить тепловой аккумулятор своими руками и произвести дальнейшее подключение. Не должна составить особой сложности подобная работа и для новичка.

Словами схему подключения можно описать следующим образом:

1. Транзитом сквозь весь бак должен проходить по тепловому аккумулятору обратный трубопровод, на его концах должны быть предусмотрены полуторадюймовый вход и выход
2. Вначале между собой соединяются обратка котла и бак. Между ними должен размещаться циркуляционный насос, гонящий воду из бочки в отсекающий кран, расширительный бак и отопительный прибор
3. Циркуляционный насос и отсекающий кран также монтируют со второй стороны
4. Соединять подающий трубопровод необходимо по аналогии с предыдущим, однако теперь тепловые насосы не устанавливаются

Стоит отметить, что подобным образом подключается теплоаккумулятор к отопительной системе, работающей на базе всего одного котла. Если их количество увеличивается, схема значительно усложнится.

Емкость должна дополнительно оснащаться термометром, датчиками давления внутри и взрывным клапаном. Накапливая постоянно тепло, бочка может со временем перегреться. Чтобы не допустить взрыва, необходимо сбрасывать периодически избыточное давление.

Теплоаккумулятор и разные виды отопительных систем

Устанавливать тепловой аккумулятор можно совместно с различными отопительными системами. Взаимодействуя с каждой из них, он предоставляет ряд преимуществ и быстро окупается.

Наиболее распространены теплоаккумуляторы, установленные совместно отопительным оборудованием, работающем на твердом топливе, у которых количество остатков минимально. Доведя КПД до максимально-возможного, они очень быстро разогревают отопительные радиаторы, которые вскоре изнашиваются. Часть вырабатываемой энергии лучше копить и воспользоваться, когда в ней действительно возникнет потребность.

Двукратный ночной тариф за электроэнергию – проблема для владельцев электрических отопительных котлов. Таким образом в дневное время теплоаккумулятор будет накапливать в себе тепло по более выгодной стоимости, а в ночное – отдавать его отопительной системе.

Применяются подобные установки в многоконтурных системах, распределяя воду между контурами. Если установить патрубки на разных высотах, можно осуществить отбор воды с разной температурой.

Варианты модернизации

Глядя на простейший теплоаккумулятор своими руками, человек с инженерным образованием наверняка задумается о вариантах его модернизации. Сделать это можно следующими способами:

• Внизу устанавливают еще один теплообменник, посредством которого может происходить аккумуляция энергии, полученной солнечным коллектором
• Можно разделить внутреннее пространство бака на несколько секций, сообщающихся между собой, чтобы расслоение жидкости по температурам было более выраженным
• Тратиться на теплоизоляцию или нет – каждый решает сам для себя. Но несколько сантиметров пенополиуретана существенно снизят тепловые потери
• Увеличив количество патрубков, можно будет монтировать установку к более сложным отопительным системам с несколькими контурами, работающими независимо
• Можно сделать дополнительный теплообменник, в котором будет накапливаться питьевая вода

Видео — Тепловой аккумулятор в доме с периодической топкой

Собирать теплоаккумуляторы своими руками может абсолютно каждый. Для него нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование, а самая простая модель состоит из комплектующих, которые у хорошего человека всегда в гараже или кладовой.

Все те, кто не доверяет самодельным устройствам, могут ознакомиться с богатым выбором моделей на рынках. Их стоимость более чем приемлемая, а вложенные средства быстро окупаются.

Есть возможность сэкономить немного тепла, выработанного котлом? Тогда точно не стоит от нее отказываться. Для работы котла, так сказать, «впрок» человечество давно и весьма удачно придумало теплоаккумулятор. Это устройство, которое собирает излишки тепловой энергии отопительного котла и придерживает его до подходящего момента. Подробнее об этом устройстве, а также о его плюсах и минусах вы можете прочитать в нашей статье по выбору теплоаккумулятора для котла. Но, как вы сами можете понимать, стоит такое удовольствие недешево – около 40 000 рублей и более за модель объемом 200 литров. А если вам необходимо устройство пообъемнее? Не каждый способен выложить такую кругленькую сумму, особенно, если вы вполне можете сделать это устройство самостоятельно. Так за чем же дело стало? Поехали!

Конструкция теплоаккумулятора

Согласно этой схеме происходит взаимодействие теплоаккумулятора, котла и системы отопления

Как вы сами понимаете, довольно трудно изготовить какое-либо устройство, не зная точно весь его «состав». Поэтому сперва мы тщательно рассмотрим основные его узлы, а уже потом приступим к разбору полетов.

Итак, теплоаккумулятор, по сути, является огромным термосом, способным поддерживать температуру горячей воды длительное время (до нескольких суток). Основу его составляет большая железная бочка с хорошей теплоизоляцией, ну и нужные отводы конечно.

Основные узлы теплоаккумулятора:

• Бак – непосредственно сама емкость, где будет находиться горячая вода.
• Теплоизоляция – слой утеплителя, который не даст воде остыть.
• Внешний кожух – одевается поверх теплоизоляции, чтобы ее более надежно зафиксировать и придать вашеу самодельному устройству презентабельный вид.
• Запорная арматура
• Воздухоотводчик
• Предохранительный клапан
• Термостат или трехходовой клапан
• Резьба на змеевике
• Термометр – монтируется в гильзу для дачи максимально точных показаний температуры внутри емкости.
• ТЭН электрический – конечно будет лучше, если эта деталь будет присутствовать в вашем теплоаккумуляторе. Он будет играть роль запасного источника энергии на тот случай, если котел по каким-либо причинам не сможет функционировать. Тогда в сильные морозы система не разморозится полностью, пока вы чините отопительный агрегат. Кстати вам понадобится ТЭН всего лишь мощностью около 1,5-2 кВт. Согласитесь, очень нужная вещь!
• Змеевик (теплообменник) – это главная деталь всего устройства, так как нагрев происходит именно с его помощью. Идеальным вариантом станет медный змеевик большого диаметра (около 20 мм), так как медь не будет ржаветь, в отличие от стальной или оцинкованной трубы.
• Сливной кран – для технического обслуживания бака.

Бак теплоаккумулятора

Об этом стоит поговорить отдельно, так как от верно выбранного материала, объема и формы емкости зависит эффективность работы вашего будущего творения.

Не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять: «нержавейка » — наилучший материал для бака теплоаккумулятора. Мало того, что она не подвержена коррозии, она еще и отличается высокой прочностью. Емкость из этого материала прослужит вам верой и правдой более 50 лет. Конечно стоимость бака из «нержавейки» весьма высока.

Есть еще один вариант бочки для теплоаккумулятора – это пластиковая бочка в металлическом каркасе. Максимальная температура воды, которую она сможет выдержать, – 80˚С.

Вполне возможно, что вы просто не сможете позволить себе потратить такую сумму на емкость. Поэтому предлагаем вам несколько возможных вариантов, где и как вы можете достать нужный бак:

— заказать изготовление у опытных сварщиков

— сделать бак самостоятельно из бочки диаметром 1 метр или изготовить элементарный куб из подручных материалов.

Бочка является более оптимальной формой для теплоаккумулятора, нежели куб. В сферической емкости вода будет прогреваться равномерно. Объем бака должен быть около 200-300 литров, но не меньше. Бак на 100 литров просто не справится с возложенными обязанностями.

Виды теплоаккумуляторов

Отдельно стоит упомянуть о том, какие теплоаккумуляторы бывают.

В зависимости от конструкции можно выделить:

• Теплоаккумулятор с 1 змеевиком или 1 ТЭНом
• Теплоаккумулятор с 2 и более змеевиками или 2 или более ТЭНами
• Теплоаккумулятор, в «состав» которого входят одновременно и змеевик, и ТЭН. Как вы уже догадались, это наиболее рациональная конструкция.

В зависимости от месторасположения:

• Термосифоны – работают совместно с солнечными коллекторами. Конструкция таких теплоаккумуляторов чуть отлична от обычных: она состоит из 2 баков (внешнего и внутреннего). Между ними расположен теплоизолятор, изготовленный из пенолполиуретана толщиной около 50-60 мм.
• Буферные емкости – как раз главные «герои» нашей статьи. Их процесс изготовления мы и рассмотрим далее.

Инструменты и материалы

Прежде чем приступить к работе, убедитесь, что в вашем арсенале инструментов и оборудования присутствуют следующее:

Этапы сборки теплоаккумулятора

Теперь, когда вы примерно представляете, что такое теплоаккумулятор, знаете его конструкцию и имеет под рукой необходимые материалы, можно, наконец, приступить непосредственно к процессу изготовления.

Шаг 1. Приступим к обработке бочки. Изделие из металла следует хорошенько почистить от мусора и прочей грязи, а также зачистить те участки, где появилась ржавчина. Теперь нам нужно сделать так, чтобы ржавчина не появилась еще очень долго. Для этого нужно обработать внутреннюю поверхность ортофосфорной кислотой и нанести 4-5 слоев грунтовки .

Теплоаккумулятор необходимо утеплить минеральной ватой или другим подходящим материалом

Шаг 2. Теперь нужно позаботиться о теплоизоляции емкости. Это необходимо не только для того, чтобы вода сохраняла свое тепло длительное время, но и чтобы окружающий воздух не нагревался от теплоаккумулятора. Энергия не будет тратиться напрасно! Самым простым вариантом будет пенопласт (толщиной 100 мм плотностью 25 кг/куб.м.). Его очень просто вырезать и крепить к стенкам емкости.

Другой вариант – использование минеральной ваты (плотность этого материала уже намного выше и составляет около 140 кг/куб.м.). Для ее надежной фиксации вам как раз и пригодится скотч или любая другая клейкая лента. Если вам покажется это необходимым, то на всякий случай можете сделать внешний каркас из листового металла и надеть поверх утеплителя.

Змеевик внутри самодельного теплоаккумулятора

Шаг 3. Теперь нужно изготовить змеевик, по которому и будет передвигаться сам теплоноситель. Для этого нам послужат медные трубы диаметром 20-30 мм, протяженность зависит от объема вашей емкости, но в среднем вам может потребоваться от 8 до 15 метров такой трубы. Помните о том, что этот змеевик должен соединяться с котлом, ведь по нему будет протекать горячая вода. А холодная вода, находящаяся в баке, будет нагреваться от змеевика.

Удобнее будет мастерить змеевик с помощью 2х деревянных реек. По всей длине вкрутите саморезы, оставив выглядывать шляпку миллиметров на 5. Между этими саморезами очень удобно фиксировать трубы змеевика.

Шаг 4. В вертикальной стенке емкости нужно проделать 2 отверстия для фиксации подающего и отводящего патрубков. На них в дальнейшем установите запорные краны.

Шаг 5. Далее нужно разместить бочку в заранее выбранном и подготовленном для этого месте.

Помните! Устанавливать ее можно только на бетонном основании! Вам нужно будет залить его самостоятельно или же приобрести готовую бетонную плиту!

Шаг 6. Выполняем подключение теплоаккумулятора к котлу. Отдельно стоит упомянуть про крышку емкости. Как вариант, вы можете сделать ее литой, то есть приварить ее к самому баку, а можете – съемной, на болтах. В последнем случае вам понадобится монтировать воздухоотводчик и предохранительный клапан.

Теплоаккумуляторы могут использоваться в различных отопительных системах, однако, наиболее эффективны и необходимы они в паре с твердотопливным и электрическим котлами. В первом случае у вас всегда будет запас горячей воды, на случай ожидания загрузки новой порции дров в котел. А в паре с электрическим котлом он поможет вам сократить расход электроэнергии: нагрев воды будет происходить ночью, а утром вы сможете пользоваться подготовленным запасом горячей воды, что очень удобно.

Улучшаем конструкцию теплоаккумулятора

Выше мы описали классическое устройство аккумулятора тепла, однако, есть варианты, как сделать работу этого оборудования еще более эффективной. Существует несколько вариантов:

1. В нижней части устройства можно установить еще один теплообменник. который будет работать совместно с солнечными коллекторами. Актуально для тех, кто использует нетрадиционные источники энергии.
2. Если ваша отопительная система имеет несколько контуров, то актуально будет разделить внутреннее пространство емкости на несколько секций. Тогда разделение по температуре будет более выраженным.
3. Если ваш бюджет позволяет, то вместо минеральной ваты можно использовать пенополиуретан. Он дороже, но гораздо более эффективно будет сохранять тепло воды.
4. Можно увеличить количество патрубков теплоаккумулятор а: так вы сможете подключить его к более сложной системе с несколькими контурами.
5. Дополнительный теплообменник также можно установить вместе с нынешним теплоаккумулятором. Воду, нагретую в нем, можно использовать для различных бытовых нужд, что очень удобно, согласитесь.

Изготовление теплоаккумулятора своими руками: видео

Чтобы вы получили максимально наглядную информацию о том, как все же сделать это устройство самостоятельно, советуем посмотреть следующее видео:

Свежие записи

Источники: http://kotel.guru/truby/teploakkumulyatory/sobiraem-teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-svoimi-rukami.html, http://v-teplo.ru/teplovoi-akkymylyator-kak-sdelat.html, http://bulkaet.ru/teploakkumulyator-svoimi-rukami-eto-prosto.html

Содержание:

1. Принцип работы тепловых аккумуляторов
2. Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме
3. Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов

Отопление – одна из важнейших систем жилого помещения. На сегодняшний день существует большой выбор приборов, упрощающих хозяевам процесс нагрева жилых построек и отличающихся высоким уровнем функциональности и эффективности. Однако не многие знают о таком оборудовании, как тепловой аккумулятор, принцип работы которого заключается в накапливании тепла на протяжении некоторого времени.

Типов таких механизмов существует несколько, кроме того, важно отметить, что наибольшей эффективности такие устройства достигают в том случае, если они монтируются в тех отопительных системах, которые работают на твердом топливе. Поэтому следует более детально рассмотреть, каким образом можно соорудить тепловой аккумулятор своими руками, а также изучить особенности его монтажа.

Принцип работы тепловых аккумуляторов

Тепловой аккумулятор в системе отопления работает по следующему принципу: часть тепла, поступающего от котла, идет к дополнительному устройству, помещенному в большой резервуар.

Изначально эти агрегаты не отдают тепло, накапливая его на протяжении некоторого промежутка времени, но при заполнении емкости они могут выделять тепловую энергию при условии неисправности основного оборудования. Это значит, что в том случае, если отопительный аппарат не функционирует, то особый датчик приводит в действие насос, вследствие чего теплоноситель поступает в охлажденную систему.

Безусловно, это приведет к некоторому снижению уровня воды, однако качественная термоизоляция позволит сохранить нужную температуру.

Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме

Сконструировать аккумулятор тепла своими руками абсолютно реально, но для этого следует четко соблюдать установленный порядок действий:

1. Тепловой аккумулятор для отопления имеет в своей конструкции следующие детали:
   — теплоноситель, которым может выступать не только вода, но и, например, камень;
   — электрический нагреватель;
   — теплообменник спиралевидной формы;
   — подводная и отводная части;
   — термометр;
   — элемент, закрепляющий теплообменник и термометр;
   — бетонное основание;
   — бетонный корпус;
   — теплоизоляция;
   — слив теплоносителя.
2. Подобная система имеет некоторое сходство с принципом функционирования стандартного термоса. Корпус такого аккумулятора можно создать из обычной бочки из металла с объемом не менее 200 литров (почитайте: «Правильная схема отопления с теплоаккумулятором»).
3. Создавая самодельный тепловой аккумулятор, верхнюю часть применяемой бочки нужно обернуть изоляцией, которой может выступать привычная всем минеральная вата. После ее фиксации требуется накрыть всю систему фольгой, а затем закрепить полученную конструкцию скотчем.
4. Чтобы обеспечить воде качественный обогрев до нужной температуры, тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления оснащаются специальными змеевиками или ТЭНами (трубчатыми электронагревателями). Змеевиком может послужить труба из меди диаметром в 2 см, свернутая в спираль.
5. Верхнюю часть ранее описанной бочки, которая и представляет собой аккумулятор тепла для системы отопления, нужно оснастить парубком отвода, а снизу оборудовать деталь подвода. Так, снизу будет поступать холодный теплоноситель, а сверху выходить уже в нужной степени прогретый.
6. Изготавливая тепловые аккумуляторы фазового перехода, очень большое значение следует придать такому его свойству, как пожаробезопасность. При возникновении трудностей в процессе монтажа и во избежание неприятностей всегда можно обратиться за советом и квалифицированной помощью к специалистам, способным не только предоставить фото образцов этих устройств, но и выполнить расчет теплового аккумулятора и правильно установить этот механизм.

Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов

Используются эти бытовые нагревательные приборы для разных целей, в частности:

1. Для того чтобы увеличить эффективность обогрева теплоносителя при острой потребности в постоянном потреблении горячей воды.
2. При использовании ночного тарифа на электричество. Зарядка аккумулятора будет проходить ночное время, что позволить сэкономить на электроэнергии, а непосредственно в светлое время суток водяной тепловой аккумулятор будет отдавать накопленное за ночь тепло.
3. В случае, когда используемое топливо относится к твердому типу (уголь, дрова и пр.). При сгорании этих материалов тепловой энергии выделяется с избытком, поэтому значительную ее часть можно направить к аккумулятору. Читайте также: «Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками – конструкция, особенности устройства».

Подробнее о тепловых аккумуляторах смотрите на видео:

Основываясь на всем вышесказанном, можно с уверенностью утверждать, что тепловой топливный аккумулятор – это универсальное и эффективное оборудование, позволяющее сократить значительную часть расходов на электричество и обеспечивающее помещение дополнительным нагревом. Кроме того, применение таких аппаратов позволит в значительной степени продлить эксплуатационный срок всей отопительной системы.

Теплоаккумулятор встраивается в систему отопления для того, чтобы температура во всей квартире или в доме была равномерной, а теплоноситель отдавал свое тепло постепенно. Это удается получить за счет того, что в теплоаккумуляторе очень быстро накапливается тепловая энергия, которая вырабатывается в процессе работы твердотопливного котла.

Данная энергия рассчитана на то, чтобы минимизировать теплопотери дома и, по возможности, компенсировать их за счет подачи определенного количества разогретого теплоносителя в радиаторы отопительной системы.

Итак, принцип работы данного устройства заключается в следующем: теплоноситель направляется в аккумулятор в верхнюю часть, а снизу отводится остывший теплоноситель. За счет подобного подключения не происходит перемешивания. С течением времени и циркуляции теплоносителя из аккумулятора постепенно уходит холодная вода.

За счет подобной конструкции радиатор и котел работают независимо друг от друга и способны нормально функционировать в своем режиме. Стоит отметить, что радиаторы в данном случае будут работать примерно по такому же принципу, что и в централизованной системе отопления.

Теплоаккумулятор своими руками

Если владелец дома или квартиры собирается сделать подобную конструкцию самостоятельно, то ему поначалу следует точно выяснить, какие именно функции она выполняет.

С помощью теплоаккумуляторов можно не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и обеспечить проживающих людей горячей водой и сильно снизить финансовые затраты на само отопление. За счет установки подобного оборудования можно сразу объединить несколько источников тепла, образовав один общий контур.

Выполняем расчеты

Прежде чем приступить к изготовлению теплового аккумулятора, необходимо произвести все необходимые расчеты, которые помогут правильно подобрать объем изделия. В первую очередь, следует принимать во внимание, что требуемое количество тепловой энергии должно совпадать с уровнем потерь тепла.

Можно попробовать воспользоваться достаточно простым принципом, который не принимает во внимание разного рода дополнительные факторы, так как для отопления частного дома этого будет вполне достаточно.

При расчетах следует учитывать, что на каждые десять квадратных метров отапливаемой площади понапрасну расходуется 1 кВт тепла. Эта величина весьма усредненная, однако лучше всего отталкиваться именно от этого показателя.

Для грамотного восполнения потерь тепла нужно учитывать и момент, связанный с объемом воды, циркулирующей по отопительной системе, а также ее температуру. Приблизительно будет расходоваться около 7 тысяч кВт ежемесячно только на теплопотери для дома, отапливаемая площадь которого составляет порядка ста квадратных метров. По этой причине следует подбирать объем аккумулятора таким образом, чтобы он мог выделять подобное количество теплоты в указанный период.

Также надлежит помнить, что диапазон температуры в данном аккумуляторе будет равен 40 градусам – от 50 до 90. Более того, данные конструкции способны нормально функционировать даже при погашенном котле – их запаса энергии хватает на восемь часов беспрерывной работы.

Теплоаккумулятор имеет в своей конструкции определенную теплоизоляцию, чтобы вода не отдавала тепло стенкам бака. Лучше всего изолировать его с помощью теплоизоляционных материалов современного типа, так как они способны удерживать тепло в течение длительного времени. В принципе, толщины теплоизоляции, равной 10 см, будет вполне достаточно. Если же конструкция будет получаться чересчур громоздкой, то толщину этого слоя можно сделать несколько меньше.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом работы следует запастись всем необходимым, чтобы все находилось под рукой:

• Листовой утеплитель (наиболее качественным изделием на сегодняшний день является минеральная вата) – будет вполне достаточно 20-ти квадратных метров;
• Патрубки подходящего диаметра, по которым теплоноситель будет заходить в бак;
• Медные трубки или ТЭН;
• Цементно-песчаный раствор или бетонная плита подходящей толщины;
• Фольгированный скотч;
• Листовой металл – можно взять оцинкованную жесть, так как она не ржавеет и не поддается коррозионным процессам.

Изготовление

Когда все необходимые расчеты произведены, удалось определиться с объемом теплового аккумулятора, а под рукой есть все необходимое для сборки, можно начинать собирать саму конструкцию.

Если роль теплового аккумулятора будет выполнять металлическая бочка, то ее сначала следует полностью очистить от мусора, ржавчины и прочих загрязнений. Желательно также обработать изделие антикоррозийными составами хотя бы изнутри, но лучше и снаружи покрыть ими, чтобы ржавчина не образовывалась в течение как можно большего времени.

Для этого лучше взять ортофосфорную кислоту, покрыть ей поверхность металла, а затем для лучшей гидроизоляции обработать бочку четырьмя или даже пятью слоями грунтовки.

На следующем этапе следует позаботиться о том, чтобы тепло не уходило из бочки. Это нужно для того, чтобы вода оставалась подходящей температуры в течение длительного периода времени. Кроме того, теплоизоляция предназначена для недопущения нагрева окружающего аккумулятор воздуха. Это позволит значительно сэкономить энергию.

Если минеральную вату достать не удалось, то вместо нее можно взять пенопласт, толщина которого должна составлять не более 10 см. С этим материалом довольно легко работать – резать и крепить. Более того, он достаточно легкий.

В случае с минеральной ватой закреплять ее придется при помощи фольгированного скотча, плотность этого утеплителя значительно выше. При необходимости можно изготовить дополнительный внешний кожух из жести или другого листового металла.

В дальнейшем следует сделать змеевик, внутри которого будет перемещаться теплоноситель. Он изготавливается из медных трубок, диаметр которых должен быть не более 30 мм. Длина этого элемента конструкции напрямую зависит от того, насколько большого объема получился теплоаккумулятор. В среднем тратится порядка 15 метров этой трубы. Этот элемент должен быть подключен к котлу, так как по нему будет проходить горячая вода. Холодная вода, расположенная в баке, начнет разогреваться именно благодаря данному змеевику.

Конструкция практически полностью готова. Нужно проделать два отверстия, через которые будут подводиться подводящие и отводящие патрубки. На них в дальнейшем нужно будет установить запорную арматуру.

На место, где будет установлена данная бочка, следует положить бетонную плиту или же изготовить какое-нибудь иное жесткое основание, чтобы конструкция в процессе эксплуатации не сошла со своего места. Его можно выложить из кирпича или же залить пол бетоном самостоятельно.

Модернизация теплоаккумулятора

Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:

• Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов. Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
• Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
• Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
• Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
• Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.

Как подключить

На начальном этапе следует установить котел согласно схеме. На трубу, которая будет идти к накопителю, нужно будет поставить специальную группу безопасности и трехходовой клапан, чтобы не допустить возникновения конденсата. В дальнейшем к системе следует подключить теплоаккумулятор, а к трубе, выходящей из него, нужно будет присоединить трехходовой смесительный кран.

Теплоаккумулятор не обойдется без установки циркуляционного насоса, который должен быть оснащен релейным термостатом с погружной гильзой. Также следует устанавливать два обратных клапана.

Блиц-советы

• Теплоаккумуляторы на сегодняшний день набирают все большую и большую популярность во многом благодаря таким своим характеристикам, как эффективность и экономность.
• Загружать топливо в котел, подключенный к системе отопления с интегрированным теплоаккумулятором, можно раз в сутки, а если конструкция будет более совершенной, то топливо придется добавлять один раз в несколько дней.
• Первый запуск котла следует проводить в присутствии соответствующих специалистов. Они должны будут проконтролировать, насколько правильно работает вся система, есть ли циркуляция воды в отоплении, нет ли протечек, достаточно ли хорошо утеплен тепловой аккумулятор и так далее.
• Теплоаккумулятор может прекрасно сочетаться с котлами, работающими на газе или на электричестве.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Простая схема обвязки ТА

Схема обвязки ТА с контуром прогрева котла

Схема обвязки ТА без обратного клапана для гравитационной системы

Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией

Объем теплоаккумулятора для отопления

Во время обогрева дома нередко случается, что в дневное время суток есть возможность вырабатывать тепло с излишком, а в ночное его не хватает. Бывает и прямо противоположная ситуация, при которой выгоднее пользоваться отоплением ночью. Подобные моменты поможет сгладить тепловой аккумулятор для отопления. Но надо знать, как его правильно подобрать, установить и подключить к системе. Подробную информацию по этой теме вы сможете почерпнуть из данной статьи.

Когда нужен аккумулятор тепла

Этот нехитрый элемент отопительной системы в виде утепленного резервуара с водой рекомендуется устанавливать в таких случаях:

• для максимально эффективной работы твердотопливного котла;
• совместно с электрическим генератором тепла, функционирующим по сниженному ночному тарифу.

Для справки. Также существуют водяные аккумуляторы тепла для теплиц, применяемые для сохранения солнечной энергии, полученной в течение дня.

Эксплуатация котлов на твердом топливе имеет свои особенности. Теплогенератор действует с высоким КПД только при работе на максимальных режимах, если перекрывать ему воздух для понижения температуры в топке, то и эффективность работы тоже снижается. Немало забот домовладельцу доставляет и периодичность топки, дрова прогорели – надо загружать новые, делать это среди ночи крайне неудобно. Выход прост: нужен бак-аккумулятор, накапливающий сгенерированное ранее тепло для использования его после прогорания дров в топливнике.

Противоположная ситуация возникает с котлом электрическим, подключенным к сети через многотарифный счетчик. Чтобы сэкономить, нужно получить максимум тепла ночью, когда тариф низкий, а днем электроэнергию не использовать. И здесь тепловой аккумулятор в системе отопления позволит организовать оптимальный график работы источника тепла, выдавая в систему горячую воду, пока теплогенератор бездействует.

Важно. Для совместной работы с тепловым аккумулятором котел должен иметь не менее чем полуторный запас по тепловой мощности. Иначе он не сможет одновременно прогревать воду в отопительной системе и накопительной емкости.

Похожая ситуация с излишками тепла возникает в теплицах, в дневное время их даже проветривают. С целью накопления солнечной энергии для использования ночью можно использовать простейший аккумулятор тепла Лежебока для обогрева грунта. Это черный полимерный рукав, наполненный водой и проложенный прямо по грядке, он не дает грунту остывать в ночное время. Для поглощения большего количества тепла внутри теплицы размещают бочки с водой, окрашенные в черный цвет.

Расчет теплового аккумулятора

Емкость для накопления тепловой энергии можно как приобрести в готовом виде, так и сделать самостоятельно. Но возникает закономерный вопрос: а какой вместительности должен быть резервуар? Ведь маленький бак не даст должного эффекта, а слишком большой влетит в копеечку. Ответ на этот вопрос поможет найти расчет теплового аккумулятора, но сначала надо определить исходные параметры для вычислений:

• тепловые потери дома или его квадратура;
• длительность бездействия основного источника тепла.

Определим вместительность аккумулирующей емкости на примере стандартного дома площадью 100 м2, для обогрева которого требуется количество тепла в размере 10 кВт. Предположим, что чистое время простоя котла составляет 6 часов, средняя температура теплоносителя в системе – 60 °С. По логике, в промежуток времени, пока отопительный агрегат бездействует, аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт каждый час, всего выходит 10 х 6 = 60 кВт. Это количество энергии, что следует накопить.

Поскольку температура в баке должна быть как можно выше, для вычислений примем значение 90 °С, на большее бытовые котлы все равно неспособны. Потребная емкость теплового аккумулятора, выраженная в массе воды, рассчитывается так:

• m = Q / 0.0012 Δt

В этой формуле:

• Q – количество накапливаемой тепловой энергии, у нас это 60 кВт;
• 0.0012 кВт / кг ºС – это удельная теплоемкость воды, в более привычных единицах измерения – 4.187 кДж / кг ºС;
• Δt – разница между максимальной температурой теплоносителя в резервуаре и отопительной системе, ºС.

Итак, водяной аккумулятор должен вмещать 60 / 0.0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, по объему это примерно 1.7 м3. Но тут есть один момент: расчет производится при самой низкой температуре на улице, что бывает нечасто, исключая северные регионы. Кроме того, по истечении 6 часов вода в баке остынет только до 60 ºС, значит, при отсутствии холодов аккумулятор можно «разряжать» и дальше, пока температура не упадет до 40 ºС. Отсюда вывод: для дома площадью 100 м2 хватит накопительной емкости объемом 1.5 м3, если котел будет бездействовать 6 часов.

Рекомендации по изготовлению

Из предыдущего раздела следует, что обычной бочкой на 200 л отделаться не удастся, разве только ее вместительность — не менее полкуба. Этого хватит для домика площадью 30 м2, и то ненадолго. Чтобы не тратить время и силы впустую, надо в

С точки зрения размещения в котельной лучше делать емкость прямоугольной формы. Размеры – произвольные, главное, чтобы их произведение равнялось расчетному объему. Идеальный вариант – бак из нержавейки, но подойдет и обычный металл.

Вверху и внизу тепловой аккумулятор, сделанный своими руками, нужно снабдить патрубками для присоединения к системе. Чтобы давлением воды стальные стенки не выпирало наружу, конструкцию необходимо ужесточить ребрами или перемычками.

Бак–аккумулятор нужно хорошенько утеплить, в том числе снизу. Для этой цели подойдет пенопласт плотностью 15—25 кг/м3 либо минеральная вата в плитах не менее 105 кг/м3 плотности. Оптимальная толщина теплоизоляционного слоя – 100 мм. Получившийся аппарат, наполненный теплоносителем, будет иметь приличный вес, так что для его монтажа потребуется фундамент.

Совет. Если требуется емкость для самотечной отопительной системы, то ее следует установить своими руками на металлическую подставку, не забыв утеплить нижнюю часть. Цель – поднять резервуар выше уровня батарей.

Схема подключения

После установки резервуара на место надо его правильно присоединить к сети трубопроводов. Наиболее популярна стандартная схема подключения теплового аккумулятора, показанная на рисунке:

Для ее реализации понадобится 2 циркуляционных насоса и столько же трехходовых клапанов. Насосы обеспечивают циркуляцию в раздельных контурах, а клапаны – необходимую температуру. В котловом контуре она не должна опускаться ниже 55 ºС, дабы избежать появления конденсата в твердотопливном котле, этим и занимается клапан в левой части схемы.

Теплоноситель в трубопроводах отопления нагревается в зависимости от потребности в тепле, а потому подключение теплового аккумулятора с другой стороны осуществляется также через смесительный узел. Клапан может управлять температурой воды в автоматическом режиме, ориентируясь на датчик или с помощью терморегулятора. Одна из схем системы отопления с аккумулятором тепла (буферной емкостью) представлена на видео.

Заключение

Емкость, аккумулирующая тепло, может заметно облегчить жизнь владельцам твердотопливных котлов. Им не придется беспокоиться о загрузке топлива в ночное время, а это большой плюс. Да и сам теплогенератор станет работать в экономичном режиме, развивая наибольший КПД. Что касается котлов электрических, то тут выгода при установке накопителя очевидна.

Как правило, система отопления включает в своем составе привычно сложившиеся годами три элемента – источник тепла (котел), трубопроводы, отопительные приборы (в виде радиаторов). Но если вдруг у вас частный дом, который отапливается котлом на твердом топливе, а вы хотите увеличить коэффициент полезного действия и избавить себя от такой необходимости, как постоянное слежение за процессом топки, то, наверное, нужно применить в системе такой узел, как теплоаккумулятор для отопления.

Что такое и для чего нужен теплоаккумулятор?

Аккумулятор тепла представляет собой стальной герметичный изолированный бак из черной стали, имеющий патрубки – два верхних и два нижних для того чтобы подключать источник и потребитель тепла. Теплоаккумулятор для отопления отзывы показывают, что это эффективное устройство. А служит оно для того чтобы аккумулировать избыточную энергию, которую источник тепла (котел) выделяет.

Итак, если ваш котел с твердым топливом функционирует в режиме оптимального горения (на полную мощность) от загрузки топлива до его полного сгорания, то будет максимум эффекта. Так, полученное тепло попадает в отопительную систему. Но не всегда система нуждается в таком количестве тепла. Именно для этих целей и существует буферная емкость системы отопления.

Такая емкость накапливает избыточное тепло и при необходимости подает его в систему. Поэтому, используя аккумуляторы тепла в системах отопления, вы экономите топливо, увеличиваете время работы вашего котла, уменьшаете расходы на отопление вашего дома.

Принцип работы

Принцип работы такого устройства, как тепловой аккумулятор для отопления, основывается на применении высокой теплоемкости воды. К верхнему патрубку на баке подключается трубопровод котла, который подает горячую воду. К нижнему подключается отводящий из бака холодную воду циркуляционным насосом. Так, горячая вода подается из котла в бак, а холодная – возвращается в котел. Насос отбирает из нижней части бака холодную воду до того момента, как весь бак не заполнится горячей водой.

Тепловые аккумуляторы для отопления теплоизолированы пенополиуретаном, поэтому горячая вода в баке не будет быстро остывать, а поэтому время работы системы будет увеличено за счет аккумулированного тепла.

Чем более будет объем вашего бака и мощность отопительной системы, тем это время будет более. Накопители тепла для отопления должны быть такого объема, чтоб его хватило для аккумулирования тепла, которое выделяется при сгорании разовой загрузки топлива.

На второй нижний патрубок бака ставится обратный трубопровод системы отопления, при помощи насоса холодная вода из системы идет в бак. Холодная вода является более тяжелой, чем горячая, поэтому она остается внизу, а при наполнении ею бака она вытесняет горячую воду наверх в трубопровод отопительной системы. И пока холодная вода не наполнит весь объем бака, в систему будет идти только горячая вода.

Теплоаккумуляторы для отопления могут быть с термоизоляцией и без нее. Также в зависимости от того, какая модель и схема отопления с теплоаккумулятором, в баке может быть один или несколько встроенных змеевиков-теплообменников, сделанных из черной стали. Схема отопления с тепловым аккумулятором может быть и с встроенным резервуаром для воды (внутренний бойлер) для снабжения горячей водой.

Варианты расположения патрубков тоже могут быть различными. Если не спускать воду и не опускать того, чтоб в систему проникал воздух, срок службы может быть неограниченным.

Где применяется устройство

Как было указано ранее, тепловой аккумулятор в системе отопления существенно увеличивает инерцию системы: хоть носитель тепла будет нагреваться дольше, он будет копить более тепла и дольше его отдавать и уменьшать скачки температуры. И если ваш дом присоединен к центральному отоплению или система как теплогенерирующее оборудование применяет котел на жидком или газовом топливе, который работает автоматически, то в данном случае теплоаккумулятор для отопления своими руками будет лишь лишними расходами на материалы.

Но теплоаккумулятор будет целесообразен в нескольких случаях:

• Когда в отопительной системе используются котлы на твердом топливе, и нет возможности постоянно их обслуживать. Так, теплоаккумулятор может обеспечить постоянную температуру в помещении и сгладить скачки.
• Когда используется электрическое водяное отопление и дифференцированная оплата за электроэнергию. Самодельный теплоаккумулятор отопления сможет накопить тепло в те часы, когда тариф минимальный, а далее нагревать при самой маленькой мощности.
• Когда отопительная система имеет периоды пикового разбора теплоэнергии, а установка дополнительного котла нецелесообразны. Система отопления с тепловым аккумулятором обеспечит отдачу тепла в эти промежутки времени.

Когда аккумулятор тепла будет лишним

Бывает так, что для систем отопления наоборот требуется быстрый набор температуры и ее снижение. Так, повышенное количество носителя тепла, накапливающееся в аккумуляционной емкости, будет мешать быстро нагреваться и остывать, а также точно регулировать температуру. Такие случаи:

• Когда отопление нужно лишь в короткое время и перерасход топлива не нужен. К примеру, котельная функционирует на обогрев сушилки, применяемой только временами. Поэтому нет особой необходимости греть пустое помещение тем теплом, которое накопилось и ставить такое устройство, как система отопления с теплоаккумулятором.
• Когда кроме отопления теплоустановка применяется еще и в качестве поставщика тепла для некоего технологического оборудования, и нужна быстрая и точная смена температуры – здесь повышенная инерция будет мешать.

Против скачков в давлении водоснабжения

Водопроводная сеть часто бывает нестабильной, поэтому элементы системы отопления, использующие ее, могут страдать от скачков давления. Чтобы обезопасить технику, используется гидроаккумулятор для системы отопления. Часто его сравнивают с мембранным расширительным баком, но не все знают, что это не одно и то же.

Мембранный бак используется для того чтобы сгладить расширения теплоносителя (воды). А для питьевой воды используется гидроаккумулятор для системы отопления схема установки которого служит для поддержания запаса воды, поддержания необходимого напора, защиты системы от гидроударов.

Для большинства любая отопительная система состоит из трех основных частей:

1. Радиаторов отопления
2. Трубных магистралей
3. Отопительного прибора или котла

Однако современные системы могут оснащаться множеством других полезных устройств, одним из которых является тепловой аккумулятор. С его помощью удается накапливать тот избыток энергии, который вырабатывается в котле и расходуется совершенно напрасно.

Большинство моделей представляют собой не что иное, как стальной бак, оснащенный несколькими нижними и верхними патрубками. К первым подключаются источники тепла, ко вторым – потребители. Внутри него располагается жидкость, которую можно использовать в желаемых целях. Изготовить теплоаккумулятор своими руками не составит труда – достаточно времени, рабочих материалов с инструментом и желания.

Вводное видео по установке

Принцип работы

В основе принципа работы теплового аккумулятора лежит высокая теплоемкость воды. Описать его можно следующим образом:

• Трубопровод котла подключается к верхней части бака, в которую поступает горячая вода – максимально нагретый теплоноситель
• Внизу располагается циркулирующий насос, который выбирает холодную воду и пускает по системе отопления обратно в котел
• Очень быстро остывшая ранее жидкость сменяется вновь нагретой

Когда котел прекращает работать, вода в трубопроводных магистралях системы отопления начинает постепенно остывать. Циркулируя, она попадает в бак, в котором начинает выдавливать горячий теплоноситель в трубы. Таким образом, обогрев помещений будет продолжаться определенный временной промежуток.

Функции, которые выполняет теплоаккумулятор

Современные тепло накопительные устройства – сложные аппараты, которые выполняют не одну полезную функцию:

1. Способны обеспечивать дом горячим водоснабжением
2. Стабилизируют температурный режим в помещениях
3. Позволяют увеличить КПД систем отопления до максимально возможного, снижая денежные затраты на топливо
4. Способны объединять более одного источника тепла в общий контур и наоборот
5. Накапливают избыточную энергию, вырабатываемую котлом

Несмотря на все положительные функции, которые выполняет тепловой аккумулятор в системе отопления, он имеет два существенных недостатка:

• Ресурс воды напрямую зависит от вместимости установленного бака, тем не менее он остается ограниченным и имеет быстрое свойство заканчиваться. Будет не лишним дополнительная система подогрева из вне
• Из первого недостатка плавно появляется второй: более ресурсоемкие установки требуют большой свободной площади для их размещения, например, отдельного помещения в виде котельной

В дополнение советуем прочитать наше руководство по сборке солнечного коллектора своими руками

Простой тепловой аккумулятор

Самый простейший теплоаккумулятор своими руками можно изготовить, основываясь на принципе работы термоса – он за счет своих непроводящих тепло стенок не позволяет жидкости остывать на протяжении продолжительного временного периода.

Для работы необходимо подготовить:

• Бак желаемой емкости (от 150 л)
• Теплоизоляционный материал
• Скотч
• Тэны или медные трубки
• Бетонную плиту

Вначале очередь следует подумать над тем, что будет представлять собой непосредственно бак. Как правило, используют любую имеющуюся под руками металлическую бочку. Объем ее каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 л не имеет практического смысла.

Выбранную бочку необходимо привести в порядок. Ее следует почистить, удалить изнутри пыль и прочий мусор, обработать участки, на которых начала образовываться коррозия.

Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за то, чтоб тепло как можно дольше сохранялось внутри. Для самодельной конструкции прекрасно подойдет вата минеральная. Окутав с внешней стороны емкость, необходимо ее хорошенько обмотать скотчем. Дополнительно поверхность накрывают листовым металлом или окутывают фольгированной пленкой.

Для того, чтобы вода внутри подогревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

1. Установка электрических тэнов
2. Установка змеевика, по которому будет пускаться теплоноситель

Первый вариант достаточно сложен и не безопасен, поэтому от него отказываются. Змеевик же можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из нее сгибается спираль и помещается в внутрь.

В изготавливаемой модели тепловым аккумулятором является верхняя часть бочки – из нее необходимо пустить отводной патрубок. Снизу устанавливается еще один патрубок – вводной, через который будет поступать холодная вода. Следует их оснастить кранами.

Простое устройство готово к использованию, но перед этим предстоит решить вопрос, связанный с пожарной безопасностью. Располагать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгородив стенками.

Как подключить

Человек, который много раз сталкивался с устройством систем отопления, без труда должен изготовить тепловой аккумулятор своими руками и произвести дальнейшее подключение. Не должна составить особой сложности подобная работа и для новичка.

Словами схему подключения можно описать следующим образом:

1. Транзитом сквозь весь бак должен проходить по тепловому аккумулятору обратный трубопровод, на его концах должны быть предусмотрены полуторадюймовый вход и выход
2. Вначале между собой соединяются обратка котла и бак. Между ними должен размещаться циркуляционный насос, гонящий воду из бочки в отсекающий кран, расширительный бак и отопительный прибор
3. Циркуляционный насос и отсекающий кран также монтируют со второй стороны
4. Соединять подающий трубопровод необходимо по аналогии с предыдущим, однако теперь тепловые насосы не устанавливаются

Стоит отметить, что подобным образом подключается теплоаккумулятор к отопительной системе, работающей на базе всего одного котла. Если их количество увеличивается, схема значительно усложнится.

Емкость должна дополнительно оснащаться термометром, датчиками давления внутри и взрывным клапаном. Накапливая постоянно тепло, бочка может со временем перегреться. Чтобы не допустить взрыва, необходимо сбрасывать периодически избыточное давление.

Теплоаккумулятор и разные виды отопительных систем

Устанавливать тепловой аккумулятор можно совместно с различными отопительными системами. Взаимодействуя с каждой из них, он предоставляет ряд преимуществ и быстро окупается.

Наиболее распространены теплоаккумуляторы, установленные совместно отопительным оборудованием, работающем на твердом топливе, у которых количество остатков минимально. Доведя КПД до максимально-возможного, они очень быстро разогревают отопительные радиаторы, которые вскоре изнашиваются. Часть вырабатываемой энергии лучше копить и воспользоваться, когда в ней действительно возникнет потребность.

Двукратный ночной тариф за электроэнергию – проблема для владельцев электрических отопительных котлов. Таким образом в дневное время теплоаккумулятор будет накапливать в себе тепло по более выгодной стоимости, а в ночное – отдавать его отопительной системе.

Применяются подобные установки в многоконтурных системах, распределяя воду между контурами. Если установить патрубки на разных высотах, можно осуществить отбор воды с разной температурой.

Варианты модернизации

Глядя на простейший теплоаккумулятор своими руками, человек с инженерным образованием наверняка задумается о вариантах его модернизации. Сделать это можно следующими способами:

• Внизу устанавливают еще один теплообменник, посредством которого может происходить аккумуляция энергии, полученной солнечным коллектором
• Можно разделить внутреннее пространство бака на несколько секций, сообщающихся между собой, чтобы расслоение жидкости по температурам было более выраженным
• Тратиться на теплоизоляцию или нет – каждый решает сам для себя. Но несколько сантиметров пенополиуретана существенно снизят тепловые потери
• Увеличив количество патрубков, можно будет монтировать установку к более сложным отопительным системам с несколькими контурами, работающими независимо
• Можно сделать дополнительный теплообменник, в котором будет накапливаться питьевая вода

Видео — Тепловой аккумулятор в доме с периодической топкой

Подводим итоги

Собирать теплоаккумуляторы своими руками может абсолютно каждый. Для него нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование, а самая простая модель состоит из комплектующих, которые у хорошего человека всегда в гараже или кладовой.

Все те, кто не доверяет самодельным устройствам, могут ознакомиться с богатым выбором моделей на рынках. Их стоимость более чем приемлемая, а вложенные средства быстро окупаются.

Для чего нужны аккумуляторы тепла в системах отопления? Как они устроены? Каким образом при монтаже системы отопления своими руками включить теплоаккумулятор в общий контур? Давайте постараемся разобраться.

Первое знакомство

Что это такое — аккумуляторный бак для отопления?

В самом простом исполнении — высокая цилиндрическая или квадратного сечения емкость с несколькими патрубками на разной высоте от основания. Объем — от 200 до 3000 литров (наиболее популярны модели от 0,3 до 2 кубометров).

Список опций и вариантов исполнения достаточно велик:

• Количество патрубков может варьироваться от четырех до пары десятков. Все зависит от конфигурации отопительной системы и от количества независимых контуров.
• Тепловой аккумулятор водяного отопления может быть теплоизолированным. 5-10 сантиметров вспененного пенополиуретана многократно снизят нецелевые потери тепла в том случае, если бак располагается вне отапливаемого помещения.

Совет: даже если бак находится внутри дома и, казалось бы, его теплоотдача помогает радиаторам выполнять свои функции — теплоизоляция не помешает. Количество тепла, излучаемое баком объемом 0,3-2 кубометра, ОЧЕНЬ велико. В наши планы не входит организовывать круглосуточно работающую сауну.

• Материалом стенок может быть как черная сталь, так и нержавейка. Понятно, что во втором случае больше срок службы теплоаккумулятора, но выше и его цена. К слову, в закрытой системе вода быстро становится химически инертной, и процесс коррозии черной стали сильно замедляется.
• Бак может быть разделен на сообщающиеся секции несколькими горизонтальными перегородками. В этом случае расслоение воды по температуре внутри его объема будет более выраженным.
• На баке могут расположиться фланцы для монтажа трубчатых электронагревателей. Фактически, при достаточной их мощности гидроаккумулятор для систем отопления превратится в полноценный электрокотел.
• Теплоаккумулирующая емкость может снабжаться теплообменником для приготовления горячей питьевой воды. Причем это может быть и проточный пластинчатый теплообменник, и накопительный бак внутри основной емкости. По сравнению с количеством аккумулированного баком тепла затраты на нагрев воды в любом случае будут незначительными.
• В нижней части бака может располагаться дополнительный теплообменник для подключения солнечного коллектора. Именно внизу — чтобы обеспечить эффективную теплоотдачу от коллектора к аккумулирующей емкости даже при низкой его эффективности (к примеру, в сумерки).

Функции

Несложно догадаться, что аккумуляторы тепла отопления нужны для того, чтобы накопить про запас тепловую энергию. Но ведь и без них вроде бы отопление работает, и неплохо. В каких случаях оправданно их применение?

Твердотопливный котел

Для твердотопливных котлов (с водяным контуром или без) наиболее эффективен режим работы, в котором топливо сгорает с минимальным количеством остатков (включая не только золу, но и кислоты, и деготь) и максимальным КПД — полная мощность. Регулировка мощности обычно осуществляется ограничением доступа воздуха в топку — с однозначными последствиями.

Однако утилизировать всю тепловую мощность — значит за короткое время раскалить радиаторы едва ли не докрасна, а потом дать им остыть. Такой режим крайне неэффективен, ведет к ускоренному износу труб, их соединений и обеспечивает некомфортный температурный режим в доме.

Тут на выручку и приходит система отопления с теплоаккумулятором:

• Вырабатываемое котлом на полной мощности тепло утилизируется для нагрева воды в емкости.
• После прогорания топлива вода продолжает циркулировать между накопительным баком и радиаторами, отбирая у него тепло ПОСТЕПЕННО.

Бонусом мы получаем куда более редкую растопку котла, что сэкономит нам и силы, и время.

Электрокотел

Чем выгодно теплоаккумулирующее отопление, когда в качестве источника тепла используется электричество? Ведь все современные электрокотлы умеют плавно или ступенчато регулировать мощность и не нуждаются в частом обслуживании?

Ключевое словосочетание — ночной тариф. Стоимость киловатт-часа при наличии двухтарифного счетчика может быть ОЧЕНЬ разной ночью, когда энергосистемы разгружены, и днем, в пик потребления.

Варьируя тарифы, энергетики распределяют потребление электроэнергии более равномерно; ну, а нам это на руку:

1. Ночью программируемый котел включается по таймеру и нагревает гидроаккумулятор для отопления до его максимальной рабочей температуры в 90 градусов.
2. Днем накопленная тепловая энергия используется для обогрева жилья. Расход теплоносителя для систем отопления дозируется путем регулировки производительности циркуляционного насоса.

Многоконтурное отопление

Еще одна очень полезная функция накопительного бака — возможность одновременно с аккумуляцией энергии использовать его в качестве гидрострелки. Что это и зачем оно нужно?

Вспомните, что на корпусе высокого бака обычно находится более чем четыре патрубка. Хотя, казалось бы, вполне достаточно входа и выхода. На разных уровнях из накопительной емкости можно отбирать воду с разной температурой; в результате мы можем получить, что наиболее типично, высокотемпературный контур с радиаторами и низкотемпературное отопление — теплые полы.

Обратите внимание: насосы со схемами термоконтроля все же понадобятся. В разное время суток на одном и том же уровне бака температура воды будет сильно различаться.

Патрубки могут использоваться не только в качестве отводов для контуров отопления. Несколько котлов разных типов тоже могут быть подключены к теплоаккумулятору.

Подключение и тепловая емкость

Как выглядит система отопления с аккумулятором тепла?

Теплоаккумуляторы для отопления подключаются точно так же, как гидрострелки и, в общем-то, отличаются от них лишь теплоизоляцией и объемом. Они ставятся между подающим и обратными трубопроводами, ведущими от котла. Подача подключается к верхней части бака, обратка к нижней.

Вторичные контуры запитываются в зависимости от того, какая температура теплоносителя им требуется: высокотемпературное отопление отбирает воду в верхней части емкости, низкотемпературное — в нижней.

Инструкция по расчету тепловой емкости опирается на несложную формулу: Q = mc(T2-T1), где:

• Q — накопленная теплота;
• m — масса воды в баке;
• с — удельная теплоемкость теплоносителя в Дж/(кг*К), для воды равная 4200;
• Т2 и Т1 — начальная и конечная температуры теплоносителя.

Скажем, теплоаккумулятор объемом два кубометра при дельте температур 20С (90-70) и использовании в качестве теплоносителя воды сможет накопить 2000кг (примем плотность воды за 1кг/л, хотя при 90С она чуть меньше) х4200 Дж/(кг*К)х20=168000000 Джоулей.

Что означает это количество энергии? Бак может отдать 168 мегаватт тепловой мощности в течение одной секунды или, что куда более реально, 5 киловатт в течение 33600 секунд (9,3 часа).

Заключение

Как обычно, больше о теплоаккумуляторах вы сможете узнать, просмотрев прикрепленное к статье видео (смотрите также схему водяного отопления частного дома).

Теплых зим!