Теплоаккумулятор (ТА, буферная емкость) это устройство, обеспечивающее накопление и теплосбережение на протяжении долгого времени для его последующего применения. Простейшим примером теплового накопителя служит традиционный бытовой термос. В качестве еще одного примера назвать можно печь прямого сжигания из кирпича, которая нагревается во время сжигания в ней топлива, а после завершения камеры сгорания печь еще пару часов продолжает отдавать тепло, обогревая помещение.
Применение буферной емкости в отопительных системах и горячего водообеспечения обеспечивает постоянную подачу нагретого теплового носителя к устройствам для обогрева помещения неважно от того, работает ли котел в этот момент или нет.
Аккумулятор тепла позволяет еще увеличить продуктивность работы всей системы, расширить ресурс оборудования и намного уменьшить расход энергоносителей на обогрев помещений и ГВС.
Самый большой эффект от использования ТА виден в системе, работающей на основе твердотопливного обогревательного котла. Это дает возможность добиться большой экономии топлива (до 25-30%) и сделать больше Коэффициент полезного действия котла до 85%.
Приобрести готовый бак-аккумулятор можно в магазине либо сделать его своими силами. При этом важно правильно высчитать его емкость и иные техпараметры, и еще правильно присоединить буферный накопитель к системе обогрева.
Особенности конструкции теплонакопителя
Ключевым элементом любого ТА считается термоаккумулирующий материал, который обладает высокой теплоемкостью.
Все зависит от вида используемого материала теплоаккумуляторы для котла могут быть:
- твердотельные;
- жидкостные;
- паровые;
- термохимические;
- с добавочным ТЕНОМ и т.д.
Для отапливания и горячего водообеспечения приватных домов используются бак-аккумуляторы горячей воды, где в качестве термоаккумулирующего элемента выступает именно вода, обладающая высокой удельной теплоемкостью.
Взамен воды часто применяют антифриз, который предназначен для систем домашнего отопления.
Примером водяного ТА с добавочным электронагревательным элементом для системы горячего водообеспечения может послужить современный бойлер.
Традиционный аккумулятор энергии тепла собой представляет герметичный металлический бачок разного объема (от 200 до 5000 литров и более), в основном, формы в виде цилиндра, заключенный в наружную оболочку (корпус).
Между бачком и внешней оболочкой находится утепляющий слой из теплоизолирующего материала.
В нижней и верхней частью бачка есть по два отрезка трубы для подсоединения к котлу отопления и к самой системе обогрева.
В донной части в большинстве случаев находится дренажный кран для слива жидкости, а поверх размещается клапан для предохранения для автоматизированного стравливания воздуха при увеличении давления в середине буферного бачка. Также могут наличествовать фланцы для подсоединения датчиков давления и температуры (термометра).
Порой в середине буферной емкости можно установить один или несколько добавочных нагревателей разного типа:
- электронагреватель (Нагревательный элемент трубчатого типа);
- и/или трубный змеевик (полотенцесушитель), подключаемый к добавочным источникам тепла (солнечные коллекторы, теплонасосы и др.).
Главной задачей данных нагревателей считается поддержание желаемой температуры нагрева жидкости для работы в середине ТА.
Также в середине бачка может находиться трубный змеевик ГВС, обеспечивающий подачу горячей воды за счёт ее нагрева рабочей жидкостью системы обогрева.
Рабочий принцип бака-аккумулятора
Рабочий принцип ТА для котла работающего на твёрдом топливе построен на высокой удельной емкости жидкости для работы (воды или антифриза). За счёт подсоединения бачка объем жидкости становится во много раз больше, благодаря чему увеличивается инерционность системы.
При этом максимально нагретый котлом тепловой носитель хранит в ТА собственную температуру на протяжении долгого времени, поступая если для этого есть необходимость к обогревательным приборам. Так обеспечивается бесперебойная работа системы обогрева даже при прекращении сжигания топлива в котле.
Рассмотрим порядок работы системы с котлом на твердом топливе и принудительной подачей теплового носителя.
- Для запуска системы включается циркулярный насос, установленый в водопроводе между котлом и теплоаккумулятором.
- Прохладная рабочая жидкость из нижней части ТА подается в котел, нагревается в нем и поступает в его часть сверху.
- Из-за того, что удельный вес горячей воды меньше, она почти что не перемешивается с холодной водичкой и остается сверху буферной емкости, потихоньку наполняя ее пространство внутри за счёт отбора насосом холодной воды в котел.
- При включении насоса циркуляционного, поставленного в обратной магистрали системы между устройствами теплоснабжения и аккумуляторным бачком, холодный тепловой носитель начинает поступать в нижнюю часть ТА, вытесняя горячую воду из верхней его части в подающую магистраль.
- При этом горячая рабочая жидкость поступает ко всем устройствам теплоснабжения.