Термоаккумулятор для твердотопливных котлов своими руками пошаговая инструкция

Если в доме установлен твердотопливный котел, и речь идет об удобстве и эффективности его использования, следует приобрести или изготовить теплоаккумулятор своими руками. В Западной Европе считается обязательным установка теплоаккумулятора, если дом отапливается котлом, работающим на твердом топливе. У нас в стране пока не регламентировано обязательное наличие данного узла в системе, но домовладельцы, заботящиеся об экономии, успели оценить преимущества устройства.

Преимущества теплового аккумулятора

У традиционной русской печи перед современным твердотопливным котлом есть два существенных преимущества:

• если ее конструкция выполнена правильно, сгорание топлива в печи всегда идет в оптимальном температурном режиме, благодаря чему топливо отдает максимум тепловой энергии с образованием минимального количества продуктов горения;
• массивное кирпичное тело печи нагревается, а затем на протяжении длительного времени отдает тепло в помещение, то есть, выполняет функцию аккумулятора тепла, позволяя сократить количество топок в сутки.

Чтобы твердотопливный котел функционировал в оптимальном режиме, полноценно сжигая топливо, он должен работать на своей номинальной мощности. Но при покупке котельного агрегата для отопления дома мощность выбирают в расчете на самые морозные дни в регионе, но таких набирается не более двух недель за зиму. Таким образом, практически весь отопительный сезон котел работает в режиме ограниченной подачи кислорода, из-за чего снижается его КПД, топливо тратится неэффективно, так как при горении отдает меньше тепла.

Чтобы избежать данной проблемы, к котельному агрегату подсоединяют теплонакопитель – резервуар с водой, аккумулирующий тепло во время работы котла, и подающий нагретую воду в систему отопления, когда котел выключен на ночь и температура теплоносителя снизилась.

Обратите внимание! Термоаккумулятор экономически выгодно включить в состав системы отопления с электрическим котельным агрегатом, если в регионе действует разделение на дневной и ночной тариф. В этом случае котел включается только на ночь, чтобы нагреть воду в теплоаккумуляторе и в системе отопления. Это позволяет существенно сократить расходы на энергоноситель.

Функционирование устройства

Производители выпускают тепловой аккумулятор для котла в виде емкости для воды цилиндрической формы, в которую погружены змеевики для циркуляции теплоносителя разных контуров отопления и котельного агрегата.

Вода в емкости поглощает избыток тепловой энергии в процессе работы котла, нагревающего теплоноситель и готовящего воду для системы ГВС. Твердотопливный котел (если речь идет не о котлах длительного горения или автоматическом пеллетном агрегата) требует достаточно частой закладки дров или угля, поэтому его останавливают на ночь.

Это приводит к постепенному остыванию теплоносителя, циркулирующего в системе. Автоматическая подача нагретой воды из теплоаккумулятора в радиаторы или систему теплого пола позволяет дольше поддерживать в отапливаемых помещениях дома комфортную температуру.

Особенности конструкции теплового аккумулятора

Модели, предлагаемые производителями, различаются по конструкции и функциональности.

К примеру, в целях удобства и экономии нагревать воду в емкости можно несколькими способами:

• подключив к котлу для отопления;
• установив в теплоаккумуляторе ТЭН;
• подсоединив емкость к солнечному коллектору.

Однако стоимость накопителей тепла в заводском исполнении достаточно высока, поэтому многие домовладельцы предпочитают теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками.

В случае самостоятельного изготовления устройство обычно не оснащают змеевиками, выбирая самый простой вариант – емкость, с установленными патрубками в верхней и нижней части. К первой паре патрубков подсоединяются трубы подачи и обратки от котла, к паре патрубков, установленной на противоположной стороне емкости – трубы подачи и обратки отопительной системы.

Но если есть желание, время, подходящие инструменты и финансовые возможности, можно сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками, скопировав модель фабричного производства или разработав собственную конструкцию. Для изготовления змеевиков используется медная труба, также необходимо позаботиться о герметизации мест, где концы змеевика выводятся наружу. Такой подход в первую очередь востребован при наличии солнечного коллектора.

Емкость требует качественной теплоизоляции, благодаря которой температура воды дольше остается высокой.

Внимание! Если в системе отопления не предусмотрена принудительная циркуляция теплоносителя, теплоаккумулятор устанавливают на подставку из труб или уголка, чтобы расположить выше уровня радиаторов – в этом случае нагретая вода сможет перемещаться самотеком. На верхней горизонтальной поверхности емкости требуется вмонтировать трубку для сообщения с атмосферой.

Материалы для изготовления емкости

В идеале резервуар изготавливается из нержавеющей стали, чтобы устройство могло функционировать долгие годы без риска коррозии. Но использование такого материала серьезно удорожает конструкцию.

Самодельный теплоаккумулятор можно выполнить из металлической бочки подходящего объема, если толщина стенок составляет не менее 3 мм. Торцы бочки завариваются герметичными крышками.

Резервуар также можно сварить из листового металла толщиной от 3 мм, в этом случае его удобнее сделать прямоугольной формы. Тем более, такая конструкция упрощает расчеты требуемого объема.

Не стоит использовать бочки из полимерных материалов, так как вода в теплоаккумуляторе может нагреваться до 90 градусов. Исключением являются полимерные емкости, маркировка которых указывает, что материал выдерживает нагрев до 100 градусов.

Такая пластиковая емкость как еврокуб может применяться только в качестве теплоаккумулятора для системы теплого пола. Материал изготовления еврокуба рассчитан на максимальный нагрев до 70 градусов, а в контур теплых полов подается теплоноситель, нагретый до 45-50 градусов.

Утепление

Чем качественнее утеплен резервуар, тем меньше потребуется топлива, чтобы нагреть весь объем воды, и тем дольше теплоноситель будет сохранять высокую температуру.

Можно встретить совет утеплять баки прямоугольной формы листами пенопласта – он доступен по цене, не боится влаги и его легко приклеить к ровной поверхности термостойким составом. Однако это не самый лучший вариант, поскольку стальные стенки емкости сильно нагреваются, а пенополистирол при нагреве выделяет вредные вещества.

Утепление лучше выполнить рулонным материалом из базальтовой ваты, предназначенным для термоизоляции дымоходов. Если решено использовать обычный утеплитель из минеральной или каменной ваты, необходимо проследить, чтобы в его состав не входили фенол-формальдегидные смолы, которые также под воздействием высоких температур выделяют опасные для здоровья вещества.

Обратите внимание! Рекомендуемая плотность минералватного термоизолятора составляет 135—145 кг/м³.

Защитный кожух изготавливается из тонколистового металла. Он одновременно защищает теплоизолятор от влаги и внешних воздействий, служит отражателем для теплового излучения, прошедшего через утепляющий слой.

Место установки ТА

Об установке теплоаккумулятора стоит задуматься еще на этапе проектирования системы отопления.

Важно! Так как котельному агрегату придется нагревать не только теплоноситель и воду для системы ГВС, но и воду в резервуаре солидного объема, нагрузка на котел существенно возрастает. Это означает, что следует приобрести твердотопливный котел, мощность которого примерно в 1,5 раза превышает расчетную.

Твердотопливные котлы рассчитаны на установку в специально отведенном помещении. Проектируя котельную, следует предусмотреть место, где будет установлен накопитель тепла. К нему должен быть обеспечен свободный доступ, чтобы осуществить подключение емкости к трубопроводу.

Если нет возможности разместить в непосредственной близости от котла резервуар требуемого объема, можно последовательно подключить два и более теплоаккумулятора небольшого размера.

Расчет конструкции

Прежде чем готовить чертежи и разрабатывать схемы подключения теплового аккумулятора к котлу и трубопроводам, требуется выполнить ряд расчетов.

В первую очередь необходимо вычислить тепловую производительность отопительной системы. Но показатель должен быть средним, а не с запасом на морозные дни, иначе объем резервуара будет чрезмерно большим и для его нагрева потребуется котел высокой мощности.

Рациональным решением является полный расчет теплопотерь дома, но здесь удобнее воспользоваться упрощенным принципом, согласно которому на 10 м² площади дома требуется 1 кВт тепла, чтобы прогреть его в сильные морозы. Среднее значение будет меньше наполовину. Таким образом, чтобы отопить свой дом в 100 м², требуется максимум 10 кВт, а в среднем – 5 кВт.

Исходить следует из того, что промежуток времени, в течение которого система должна функционировать при неработающем котле, составляет 8 часов. То есть, если в час требуется 5 кВт, то необходимый запас тепловой энергии на 8 часов составит 8×5=40 кВт.

Максимальная температура воды в баке составит 90 градусов, а оптимальная температура теплоносителя в локальной радиаторной системе приблизительно 60 градусов, таким образом, находим разницу температур, она будет равна 30 градусам.

Чтобы рассчитать объем теплоаккумулятора (ТА) для котла отопления, используем формулу Q = cmΔt, причем нам требуется найти значение m, то есть, формула будет выглядеть следующим образом:

• m = Q / c Δt
• Q – расход тепловой энергии (у нас – 40 кВт);
• Δt – разность температур (у нас – 30°С);
• с – значение удельной теплоемкости воды, равная 0.0012 кВт / кг ºС (4.187 кДж / кг ºС);

Проводим вычисления: m = 40 / 0.0012 х 30 = 1111 кг, то есть, если округлить в большую сторону, объем резервуара должен составлять около 1,2 м³. Зная требуемый объем и используя простые геометрические формулы, можно вычислить габариты цилиндрического или прямоугольного резервуара.

Такое устройство способно поддерживать температуру теплоносителя в радиаторах на уровне 60 градусов в течение 8 часов, дальше температура станет постепенно снижаться, но до полного остывания помещений пройдет еще около 3-4 часов.

Этапы изготовления

Рассматривая, как сделать теплоаккумулятор самостоятельно, необходимо обратить внимание на требования к емкости – она должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать рабочее давление в системе, этот параметр обычно составляет 3 атмосферы.

Если в качестве резервуара используется бывшая в употреблении металлическая бочка, следует тщательно зачистить ее внутреннюю поверхность от следов коррозии.

Прежде чем изготавливать накопитель тепловой энергии, определитесь, каким образом он будет задействован в схеме. Обычно тепловой накопитель устанавливают в качестве гидравлического разделителя. В этом случае в него врезаются четыре штуцера. Для удобства подключения длина штуцеров должна быть больше толщины утеплителя.

Пару штуцеров врезают в верхней и нижней части со стороны котла, вторую пару – симметрично на противоположной стороне, к ним будет подключен отопительный контур. К патрубкам, установленным в нижней части емкости, подсоединяются тройники с термометрами.

Емкость с установленными штуцерами следует обмотать фольгой, создав отражающий слой. Поверх крепится термоизолятор. Рулонный материал можно закрепить при помощи проволоки, затягивая петли путем скручивания свободных концов.

Сделанный теплоизоляционный слой желательно закрыть кожухом, для изготовления которого подойдет тонкая жесть.

Обратите внимание! Добавив в конструкцию ТЭН, можно использовать электричество для подогрева теплоносителя в экстренных ситуациях – при перебоях с топливом, поломке котла и т.д.

Вывод

Даже простейший теплоаккумулятор для котлов отопления способен значительно усовершенствовать отопительную систему с твердотопливным котлом. Его установка дает возможность несколько часов поддерживать комфортный уровень температуры в доме, затушив огонь в котле. Отапливать дом приходится реже, за счет чего снижаются расходы на энергоноситель.

Как изготовить теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками

Чтобы организовать систему отопления частного дома, следует учесть очень много нюансов, купить качественное отопительное оборудование, дополнительные комплектующие детали. Важную функцию выполняет теплоаккумулятор. Без него сложно себе представить качественную работу нагревательных приборов. Он отвечает за бесперебойное обеспечение дома теплом, даже в случаях, когда топливо в систему не поступает.

Если газовые котлы ещё могут функционировать без этого элемента, то работа твёрдотопливных приборов в случае отсутствия теплоаккумулятора вызывает много дискомфорта. Стабильная температура в доме на протяжении суток поддерживается, если систему отопления обслуживает котёл длительного горения, если же установлен обычный твёрдотопливный агрегат, добиться такого же результата можно при помощи теплоаккумулятора. Часто этот элемент называют накопителем или буферной ёмкостью.

Если в процессе организации системы обогрева дома не предусматриваются расходы на теплоаккумулятор, можно приняться за его изготовление своими руками. Сделать это не так-то уж и сложно, просто следует запастись терпением и иметь представление о том, по какому принципу работают основные рабочие элементы системы.

Принцип работы

Без особых трудностей можно теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками, если ознакомиться с механизмом его работы.

Итак, основная функция теплоаккумулятора — обеспечение подпитки системы обогрева теплой водой в то время, когда по каким-либо причинам в отопительном приборе не нагревается теплообменник. Если правильно его установить и эксплуатировать, можно добиться повышения в работе системы отопления, при этом электричество также можно экономить, если позволять накопителю разряжаться в наиболее подходящее время.

Основным недостатком теплоаккумулятора является его вес и габариты. Удобно, если для размещения отопительного оборудования отведена отдельная комната. В противном случае придётся пожертвовать полезной площадью в помещении, где предусматривается установка ёмкости.

Принцип работы теплового аккумулятора предельно простой. Это большая ёмкость, где хранится горячая вода, которая при необходимости может выполнять функции теплоносителя.

Функции бака теплоаккумулятора

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

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

  

  Схема работы теплоаккумулятора для котла отопления

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

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

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

Схема подключения теплового аккумулятора

Если человек знаком хотя бы поверхностно с тем, что такое отопительное оборудование, для чего предназначен тепловой аккумулятор и что он собою являет, проблем при монтаже не должно возникнуть. Проще всего купить готовый прибор, но следует учесть, что стоимость его не низкая. Само подключение выглядит следующим образом:

• накопительная ёмкость и обратный выход твердотопливного котла соединяются, между ними монтируется циркуляционный насос, обеспечивающие подачу горячей воды из системы отопления в тепловой аккумулятор;
• далее следует выполнить подключение трубопровода;

  

  Как правильно подключить теплоаккумулятор

• если предусматривается использование для организации системы отопления больше одного отопительного прибора, последовательно подключается каждый агрегат.

Тепловой аккумулятор нужно защитить от перегревания, иначе он может очень быстро выйти из строя без возможности устранения неполадки. Для регуляции температуры и предотвращения перегрева устанавливаются специальные клапаны, датчики.

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками является неплохой альтернативой дорогостоящему покупному оборудованию. Если вы решили-таки купить тепловой аккумулятор, при выборе модели обязательно учитывайте мощность твёрдотопливного котла отопления. На рынке представлены разные виды оборудования, принадлежащего к этой категории. Чтобы выбрать наиболее подходящий прибор, следует воспользоваться рекомендациями профессионалов.

Изготовление и подключение своими руками

Если в вашем распоряжении имеется сварочный аппарат, даже самый простой, можете смело приниматься за изготовление теплового аккумулятора своими руками. Особые знания на этапе подготовки материалов и в процессе выполнения монтажных работ не понадобятся. Буферная ёмкость представляет собой вместительную, качественно утеплённую бочку, в которой врезаны патрубки для подключения трубопровода и других рабочих деталей.

Бак, который будет выполнять функции теплового аккумулятора, должен быть полностью герметичный. Для его изготовления может использоваться либо труба большого диаметра, либо листовое железо. В изготовленном своими руками теплоаккумуляторе должны быть предусмотрены:

• патрубки для входа и выходы труб;
• взрывной клапан для предотвращения перегревания оборудования;
• термометр для осуществления контроля температуры теплоносителя.

Для эффективного функционирования бака следует обязательно позаботиться о его качественном утеплении. В домашних условиях для этой цели используется обычная монтажная пена. Когда выполнено утепление, можно подключать прибор к системе. Схема подключения выбирается накануне.

Тепловые аккумуляторы выполняют очень важные функции в работе отопительной системы частного дома. Они могут использоваться для повышения производительности твёрдотопливных агрегатов, солнечных коллекторов или электрических котлов. Правильный выбор отопительного оборудования и качественно выполненный монтаж являются залогом успешного, эффективного и долговечного функционирования системы отопления в вашем доме.

Изготовление теплоаккумулятора

Сложность использования твердотопливного котла состоит в том, что дрова могут догорать в тот момент, когда дома нет никого или когда все спят. Тогда он перестает греть воду и в комнатах становится холодно. Чтобы такая остановка не сказалась на работе системы отопления, необходимой является обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

Конструкция

Схема теплоаккумулятора включает такие элементы:

Теплоаккумулятор подключают к системе сразу после котла. Поэтому очень горячий теплоноситель проходит через накопитель тепла, немного охлаждается, отдав тепло, и дальше поступает в радиаторы.

Расчет объема теплоаккумулятора

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла позволяет нарисовать схему наиболее подходящего для конкретной ситуации накопителя тепла. Он начинается с определения следующих показателей:

1. Количества тепла, необходимого для отопления дома.
2. Продолжительности простоя котла.

Например, есть дом с площадью в 200 кв. м. Для его отопления, а также для ГВС с косвенным бойлером на 50 л нужно создавать 33 кВт/час тепла. Если котел будет простаивать 6 часов, то теплоаккумулятор должен отдать за это время 33*6 = 198 кВт. Соответственно, до выключения котла он должен накопить такое количество тепла.

Еще один момент: по системе отопления может циркулировать теплоноситель с температурой 65, 70 или 85 °С. Этот показатель может быть разным. Пусть в схему радиаторов будет поступать вода, нагретая до 70 °С. Из котла же может поступать вода, нагретая до 110 °С. Пусть ее температура будет составлять 95 °С. Такую же температуру будет иметь нагретая вода в теплоаккумуляторе. Разница температур составляет 25 °С .

При охлаждении до такой температуры 1 л воды потеряет 0,0012*1*25 = 0,03 кВт. Цифра 0,0012 является удельной емкостью воды, выраженной в кВт/(кг*°С). Цифра 1 — это вес 1 л воды. Чтобы накопитель тепла смог отдать 198 кВт, нужно, чтобы его объем составлял 198/0,03 = 6 600 л. Это составляет 6,6 куб м. Такой объем имеет цилиндр с высотой 2,5 м и диаметром 1,8 м.

Изготовление бака

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла можно изготовить своими руками как в форме цилиндра, так и квадратной или прямоугольной формы. Однако первый вариант является лучшим. Для его изготовления стоит взять обычный листовой металл с толщиной 4-9 мм. Выгнуть такой металл в цилиндр в домашних условиях очень сложно. Поэтому стоит обратиться в металлообрабатывающие компании. Там проведут прокатку материала и сделают качественные швы, придерживаясь нарисованной схемы.

Проще изготовить своими руками прямоугольный бак. Изготовление включает такие этапы:

1. Подключение болгарки к электросети и разрезание металла на прямоугольники согласно своей схеме.
2. Установка своими руками двух вертикальных сторон под углом 90°. Для их фиксации можно использовать большие тяжелые предметы. Могут подойти бочки.
3. Выполнение точечной сварки в нескольких местах.
4. Проверка правильности угла и при необходимости коррекция.
5. Сварка двух стенок. Шов следует делать как извне, так и изнутри.
6. Приваривание всех остальных частей.
7. Наваривание на каждую сторону 4-5 ребер жесткости. Такие ребра можно было бы не приваривать на бак с объемом, меньшим 5 куб. м. Если будет использоваться цилиндрическая емкость, то ребра жесткости необходимы на верхней и нижней стороне.

Поскольку теплоаккумулятор для котла будет большим, на верхней стороне стоит сделать крышку. Диаметр крышки — 60 см. Ее толщина должна в два раза превышать толщину основного материала. Таким образом, можно будет залезать/вылезать из бака и варить его изнутри. Крышка должна закрываться герметично. Для этого в конце всех работ на стыки наклеивают своими руками резиновую втулку.

Некоторые пытаются использовать в качестве основной емкости пластмассовые бочки. Они не подходят, так как рассчитаны на невысокую температуру. Исключение составляют изделия, в маркировке которых указано «способность выдерживать температуру, равную 100 °С».

Система патрубков

В готовой металлической емкости сверлят дырки для приварки патрубков. Их должно быть много, а именно:

• 3 для термометров (их рассредоточивают на одной боковой стороне);
• 2 для термодатчиков. Диаметр этих штуцеров — 0,5 дюйма;
• 4 штуцеры для двух змеевиков. 2 из них размещают своими руками в самом верху. 2 – недалеко от дна. Диаметр ¾ дюйма. Согласно большинству схем эти патрубки стоит делать двухсторонними. То есть они должны торчать с обеих сторон стенки;
• 2 патрубки для подачи и отвода холодной воды в сам бак. Диаметр — ¾ дюйма. Благодаря этому можно будет охлаждать бак в случае его перегрева;
• 2 патрубки на верхней стороне. Диаметр — 1 дюйм. Один предназначен для магниевого анода, другой для монтажа группы безопасности;
• 1 патрубок в дне для слива воды и всей грязи. Диаметр — ¾ дюйма. Большинство времени он будет просто заглушенным.

После приварки патрубков внутреннюю поверхность шлифуют, очищают, обрабатывают с помощью раствора ортофосфорной кислоты, наносят своими руками до 6 слоев грунтовки и несколько слоев термостойкой краски .

Изготовление и фиксация змеевика

Его делают из медной трубы, которая имеет диаметр 20 мм. Согласно схемам нужно сделать своими руками два змеевика. Оба должны иметь одинаковую высоту. Для вышеописанного примера она может составлять 1,1 м. Это значит, что можно сделать своими руками змеевик с 1,1/0,02 = 55 витками. Если диаметр одного круга составляет 1,6 м, то для змеевика нужно использовать 1,6*3,14*55 = 276,32 м трубы.

Гнуть трубу придется в самом баке. Можно и снаружи, однако, для этого теплоаккумулятор для котлов отопления должен обладать очень большой крышкой.

Следующие шаги являются такими:

1. Подключение змеевика к необходимым штуцерам и приварка их.
2. Проверка бака и каждого змеевика на герметичность. Проверяют только водой, сделав подключение изделия к водяному насосу.
3. Шлифовка, грунтовка и окраска внешней стороны.
4. Теплоизоляция. Для этого следует использовать пенопласт. Согласно схемам его толщина должна составлять 10 см, а плотность — 25 кг/м³. Его приклеивают к корпусу. Альтернативой является минеральная вата с плотностью 135-145 кг/м³.
5. Монтаж лицевого материала. Многие схемы предусматривают использование оцинкованного листа, ДВП или фанеры.

После можно приступать к подключению термоаккумулятора к котлу.

Похожие статьи:

Изготовление электрокотла «Скорпион» Изготовление тэнового котла Изготовление водородного котла Изготовление буферной емкости

Как самому сделать теплоакуумулятор для отопления

В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

• при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
• накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;

Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.

Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.

Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

• тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
• время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

• Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
• с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
• Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Рекомендации по изготовлению

Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.

Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.

В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.

Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.

Чем утеплить теплоаккумулятор

Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.

Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.

Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Рекомендуем:

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Как изготовить теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками

Чтобы организовать систему отопления частного дома, следует учесть очень много нюансов, купить качественное отопительное оборудование, дополнительные комплектующие детали. Важную функцию выполняет теплоаккумулятор. Без него сложно себе представить качественную работу нагревательных приборов. Он отвечает за бесперебойное обеспечение дома теплом, даже в случаях, когда топливо в систему не поступает.

Если газовые котлы ещё могут функционировать без этого элемента, то работа твёрдотопливных приборов в случае отсутствия теплоаккумулятора вызывает много дискомфорта. Стабильная температура в доме на протяжении суток поддерживается, если систему отопления обслуживает котёл длительного горения, если же установлен обычный твёрдотопливный агрегат, добиться такого же результата можно при помощи теплоаккумулятора. Часто этот элемент называют накопителем или буферной ёмкостью.

Как комплектуется теплоаккумулятор к котлу

Если в процессе организации системы обогрева дома не предусматриваются расходы на теплоаккумулятор, можно приняться за его изготовление своими руками. Сделать это не так-то уж и сложно, просто следует запастись терпением и иметь представление о том, по какому принципу работают основные рабочие элементы системы.

Принцип работы

Без особых трудностей можно теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками, если ознакомиться с механизмом его работы.

Итак, основная функция теплоаккумулятора – обеспечение подпитки системы обогрева теплой водой в то время, когда по каким-либо причинам в отопительном приборе не нагревается теплообменник. Если правильно его установить и эксплуатировать, можно добиться повышения в работе системы отопления, при этом электричество также можно экономить, если позволять накопителю разряжаться в наиболее подходящее время.

Основным недостатком теплоаккумулятора является его вес и габариты. Удобно, если для размещения отопительного оборудования отведена отдельная комната. В противном случае придётся пожертвовать полезной площадью в помещении, где предусматривается установка ёмкости.

Работа теплоаккумулятора для котла отопления

Принцип работы теплового аккумулятора предельно простой. Это большая ёмкость, где хранится горячая вода, которая при необходимости может выполнять функции теплоносителя.

Функции бака теплоаккумулятора

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

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

Схема работы теплоаккумулятора для котла отопления

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

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

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

Схема подключения теплового аккумулятора

Если человек знаком хотя бы поверхностно с тем, что такое отопительное оборудование, для чего предназначен тепловой аккумулятор и что он собою являет, проблем при монтаже не должно возникнуть. Проще всего купить готовый прибор, но следует учесть, что стоимость его не низкая. Само подключение выглядит следующим образом:

• накопительная ёмкость и обратный выход твердотопливного котла соединяются, между ними монтируется циркуляционный насос, обеспечивающие подачу горячей воды из системы отопления в тепловой аккумулятор;
• далее следует выполнить подключение трубопровода;

Как правильно подключить теплоаккумулятор

если предусматривается использование для организации системы отопления больше одного отопительного прибора, последовательно подключается каждый агрегат.

Тепловой аккумулятор нужно защитить от перегревания, иначе он может очень быстро выйти из строя без возможности устранения неполадки. Для регуляции температуры и предотвращения перегрева устанавливаются специальные клапаны, датчики.

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками является неплохой альтернативой дорогостоящему покупному оборудованию. Если вы решили-таки купить тепловой аккумулятор, при выборе модели обязательно учитывайте мощность твёрдотопливного котла отопления. На рынке представлены разные виды оборудования, принадлежащего к этой категории. Чтобы выбрать наиболее подходящий прибор, следует воспользоваться рекомендациями профессионалов.

Изготовление и подключение своими руками

Если в вашем распоряжении имеется сварочный аппарат, даже самый простой, можете смело приниматься за изготовление теплового аккумулятора своими руками. Особые знания на этапе подготовки материалов и в процессе выполнения монтажных работ не понадобятся. Буферная ёмкость представляет собой вместительную, качественно утеплённую бочку, в которой врезаны патрубки для подключения трубопровода и других рабочих деталей.

Бак, который будет выполнять функции теплового аккумулятора, должен быть полностью герметичный. Для его изготовления может использоваться либо труба большого диаметра, либо листовое железо. В изготовленном своими руками теплоаккумуляторе должны быть предусмотрены:

Как изготовить теплоаккумулятор своими руками чертеж

• патрубки для входа и выходы труб;
• взрывной клапан для предотвращения перегревания оборудования;
• термометр для осуществления контроля температуры теплоносителя.

Для эффективного функционирования бака следует обязательно позаботиться о его качественном утеплении. В домашних условиях для этой цели используется обычная монтажная пена. Когда выполнено утепление, можно подключать прибор к системе. Схема подключения выбирается накануне.

Тепловые аккумуляторы выполняют очень важные функции в работе отопительной системы частного дома. Они могут использоваться для повышения производительности твёрдотопливных агрегатов, солнечных коллекторов или электрических котлов. Правильный выбор отопительного оборудования и качественно выполненный монтаж являются залогом успешного, эффективного и долговечного функционирования системы отопления в вашем доме.

Источники: http://poluchi-teplo.ru/kotlyi/aksk/izgotovlenie-teploakkumulyatora.html, http://cotlix.com/kak-sdelat-teploakuumulyator, http://prokommunikacii.ru/otoplenie/kotelnaya/kak-izgotovit-teploakkumulyator.html

Как вам статья?

В домах с автономным отоплением целесообразно установить накопители тепловой энергии.

Теплоаккумулятор (ТА) или буферная емкость является устройством, сделанным из еврокуба или бочек, обеспечивающим накопление и последующее сохранение тепла на протяжение продолжительного времени с целью дальнейшего использования.

Необходимость использования такого устройства обусловлена изначально заложенным пороком большинства современных отопительных систем, в которых невозможна эффективная организация обогрева при помощи котлов периодического действия.

Содержание статьи:

• Особенности накопителей тепловой энергии
• Принцип функционирования ТА
• Принцип смешивания разных температурных потоков
• Гидравлическая развязка теплоносителя
• Самостоятельное изготовление

Особенности накопителей тепловой энергии

Тепловой аккумулятор для отопительных котлов представлен баком экспанзомат (что это) достаточного объёма с внутренней системой встроенных теплообменников, что способствует:

• безопасности накопления избыточного тепла, которое генерируется отопительным котлом в поток теплоносителя;
• увеличению продолжительности цикла нагрева и остывания котельной установки, упрощая тем самым процесс ее обслуживания;
• повышению эффективности функционирования отопительного котла;
• увеличению ресурса любой модели котла отопления.

 
Конструкция теплового аккумулятора для отопительной системы достаточно примитивна, что делает возможным самостоятельное изготовление.

Помимо твердотопливных котлов отопления, накопитель широко используется при обустройстве современных электрических котлов отопления.

Принцип функционирования ТА

Основным назначением аккумуляторов тепла является подача дополнительной тепловой энергии в отопительный контур после того, как будет снижена или прекращена генерация тепла котлом.

В объёмной емкости содержится значительное количество кипятка под давлением, в пределах 3,0 атм.

К корпусу внутри бака, припаивается специальный теплообменник, при помощи которого происходит «закачивание» тепла в ТА, и обратный отбор в отопительную систему.

А что вам известно про отрицательные отзывы на септик Биотанк-4? Прочитайте в полезной статье про характеристики и установку автономного оборудования для переработки канализационных стоков.

Фото маленького пруда, сделанного на даче своими руками, посмотрите на этой странице.

Принцип смешивания разных температурных потоков

При необходимости выполнить быстрый прогрев помещения, тепловой аккумулятор при помощи трехходового клапана, выключается из цепи отопления, и только после прогрева теплоносителя до температуры в 60^оС в контур включается теплоноситель, накопленный внутри запасника аккумулятора.

[note]В процессе работы котла, тепловая энергия поступает как в накопитель, так и в отопительные радиаторы.[/note]

К достоинствам такого устройства можно отнести возможность получить достаточно быстрый и экономичный прогрев, после чего осуществляется перенос избыточного тепла в аккумулятор, а также эффективный процесс теплообмена и обеспечение стратегического запаса теплоносителя для максимально продолжительной работы отопительного котла.

Гидравлическая развязка теплоносителя

При такой схеме аккумулятор выступает в качестве элемента контура теплоснабжения, и не исключается из потока теплоносителя.

Таким образом, в ТА осуществляется неизменная тепловая передача от «горячего» отопительного контура.

Высоконагруженные виды теплообменников отопительного котла нуждаются в использовании очищенного от примесей и лишенного пузырьков воздуха теплоносителя, что позволит значительно продлить срок эксплуатации.

Подготовленная вода содержится внутри дополнительного бойлера.

Недостатком такой системы можно считать необходимость приобретения и правильной установки дополнительных устройств (например, мембранного бака, принцип работы которого описан здесь), представленных парой насосов и стандартной системой обеспечения электроснабжения.

В более сложных и усовершенствованных схемах, обязательно, используются два самостоятельных теплообменника, заключенных в корпусе ТА, и мембранный расширительный бак (про установку в системе отопления прочитайте здесь).

Самостоятельное изготовление

Чаще всего, для самостоятельного изготовления теплового аккумулятора используются еврокубы, представленные многоразовыми средне-тоннажными грузовыми кубическими контейнерами.

А знаете ли вы, что можно купить мембранный насос для воды на 12 вольт? Приверженцам альтернативного водоснабжения и отопления будет полезна информация, размещенная на странице под ссылкой.

Как подключить своими руками компрессор для пруда, прочитайте здесь.

На странице: https://ru-canalizator.com/septiki/stochnye-vody/v-prud.html узнаете, какой лучше купить фонтанный насос для пруда с насадками.

Качественный резервуар должен иметь:

• трехслойную структуру, которая обеспечивает антистатические свойства, достаточную морозостойкость и эффективную защиту от вредного УФ-излучения;
• внутренний слой с высокими показателями прочности (как вариант, можно купить емкость для септика — описание в этой статье);
• максимально продолжительный срок эксплуатации.

 
Лучше всего, использовать еврокубы, высокие характеристики которых подтверждаются международным сертификатом качества.

Перед тем, как приступить к изготовлению термоаккумулятора из еврокуба нужно помнить, что температура жидкости, которая будет содержаться в таком контейнере, не должна быть выше 70-72^оС, поэтому использовать стандартные еврокубы в высокотемпературных отопительных системах крайне не рекомендуется.

Материалы, необходимые для самостоятельной сборки теплового аккумулятора:

• еврокуб из пищевых материалов;
• ТЭН 3000 Вт в количестве трёх штук;
• гофрированная нержавеющая труба отожжённая D32 – 20 метров;
• муфта D32 — G1 1/4″ в количестве двух штук;
• футорка с прокладками G2″ на G1″1/4 в количестве пяти штук;
• контргайка G1″1/4 в количестве пяти штук;
• адаптер-переходник G1″1/4 в количестве двух штук;
• сгон G1″1/4 30 см в количестве двух штук;
• сантехнический лён и паста «Юнипак»;
• для фиксации футорок в донной части еврокуба – карданный ключ;
• герметик.

 
Технология сборки:

• при помощи дрели с коронкой подходящего диаметра сделать в корпусе резервуара врезку под ТЭНы;
• в просверленные отверстия вставить футорки с применением прокладок и силиконового клея-герметика;
• с внутренней стороны зафиксировать футорки контргайками;
• установить ТЭНы;



• обеспечить подачу воды в теплообменник при помощи штатной сливной горловины через переходники;
• подключить «обратку» посредством врезки в верхнюю часть еврокуба;
• разметить место под врезку и установку теплообменника ТА;
• врезать футорки и вкрутить в них сгоны;
• с внутренней стороны сгонов прикрутить муфты для подсоединения гофры;
• закрепить гофру и равномерно распределить её по объему теплового аккумулятора для отопления.

 
При подключении теплового аккумулятора на место монтажа устройства следует установить лист ЭППС толщиной 10 см, а также по задней стенке проложить ПСБ толщиной 15 см.

На выходе из аккумулятора устанавливается насос.

Следует отметить, что даже при расположении в отапливаемом помещении, между теплоносителем для системы отопления и воздушной средой отмечается разность температур, которая может варьироваться в пределах 50-70ºС.

Чтобы сократить потери тепловой энергии, необходимо выполнить утепление теплового аккумулятора при помощи листового пенопласта толщиной 10 см, который легко приклеивается к корпусу еврокуба и позволяет вырезать качественные отверстия под установку патрубков.

[note]Правильно смонтированное устройство помогает эффективно экономить топливо, применяемое для обслуживания дровяных отопительных котлов, а также позволяет использовать выгодный ночной тариф при эксплуатации электрического теплового генератора, тем самым снижая затраты на отопление.[/note]

Посмотрите в предлагаемом видео схему обвязки котла отопления, в которую включен теплоаккумулятор.