Коли необхідні акумулюючі та буферні ємності?

Ємності для опалювальної води, залежно від об’єму та способу підключення, можуть виконувати різні функції у системі опалення. Правильно підібрана ємність підвищує ефективність усієї системи – покращує процес згоряння у котлі та розподіл тепла. Деякі системи, особливо з кількома джерелами тепла (напр., котел і камін з водяною сорочкою), практично не в змозі добре працювати без резервуара для опалювальної води.  

Коли необхідні ємності, що акумулюють?

Кількість тепла, згенерованого в системі опалення, не відповідає потребам – найчастіше стикаються власники твердопаливних котлів, камінів з водяною сорочкою та сонячних установок.

Твердопаливні котли (вугілля, дрова, пелети) досягають дуже високої ефективності, заявленої виробників, коли працюють з номінальною потужністю. Проблема в тому, що вона потрібна лише у сильні морози, коли температура знижується до -20 °С. Таких морозних днів за весь зимовий сезон дуже мало. Теоретично, котел має ККД 80%, а фактичний середній сезонний ККД становить 50-60%. Це означає, що навіть половина палива була спалена без будь-якої користі, тим самим збільшивши грошові витрати на пальне.

При спалюванні з меншою потужністю ніж номінальна є неефективною. Крім того, утворюється багато забруднень у котлі, а в димохідній трубі накопичується багато сажі (незгорілих частинок вуглецю).

Ефективність спалювання палива може бути значно покращена за рахунок встановлення ємності з водою між котлом та радіаторами опалення. Таким чином, котел нагріває воду в ємності, що акумулює, незалежно від того, віддається тепло в радіатори чи ні. Тимчасові зміни температури в приміщеннях не мають значення при роботі котла. Він завжди може працювати з номінальною потужністю, при якій досягатиметься високий ККД. Звичайно, надлишок накопиченого тепла в ємності, що акумулює, можна використовувати пізніше, коли котел (або камін з водяною сорочкою) не працює.

Камін з водяною сорочкою та котел на твердому паливі досягають високої ефективності при роботі на номінальній потужності. Таким чином, вони повинні бути підключені до акумулюючої ємності, яка забезпечить безперервне відведення тепла.

Перевагою акумулюючої ємності великого обсягу є стабілізація температури води в системі опалення. Короткочасне підвищення згоряння палива, що типово для камінів з водяною сорочкою, або переривання подачі тепла до радіаторів, не призведе до закипання води в системі. Для нагрівання великої кількості води потрібно набагато більше тепла.

Акумулююча ємність особливо рекомендується власникам твердопаливних котлів (без автоматичної подачі палива) та камінів з водяною сорочкою, оскільки керувати їх потужністю надзвичайно складно, і це призводить до неефективності та погіршення процесу згоряння. Акумулюючу ємність слід розглядати як обов’язкове доповнення до котлів на твердому паливі. Процес виділення відпрацьованих газів та спалювання деревини потребує підтримання високої температури у котлі. Таким чином він повинен працювати на повну потужність.

Акумулююча ємність, навіть для котла з потужністю кілька кВт, повинна мати, принаймні, 500 літрів, хоча краще використовувати ємність близько 1000 літрів. На жаль, вони мають дві основні недоліки: висока вартість та великі габаритні розміри. З такою ємністю, бак діаметром 80 см, висотою 2 метри, не в кожному будинку можна встановити.

Коли потрібна буферна ємність?

Багато системах опалення з газовими котлами встановлюються відносно невеликі (напр., 200 л) ємності для води. Їх мета полягає в тому, щоб не накопичувати велику кількість тепла, тільки збільшити об’єм води в системі.

Коли це рішення має сенс?

Уявіть собі будинок з панельними радіаторами, які завдяки невеликому об’єму та наявності клапанів з термостатичними головками швидко реагують на температурні зміни. Нехай цей будинок, взятий як приклад, має полегшену конструкцію, яка не утримує тепла, де встановлений казан великої потужності, тому що інвестор швидше купить казан потужністю 20 кВт, ніж 10 кВт, навіть якщо судячи з проекту, цілком достатньо 8 кВт потужності.

Припустимо тепер, що весняний день котел отримав сигнал від датчика температури в приміщенні: необхідно нагріти! Що він починає робити. Але, оскільки його потужність надто висока, а втрати тепла в кімнатах невеликі, через 15 хвилин, бажаної температури буде досягнуто. Ця ситуація може повторюватися кілька разів упродовж дня. На жаль, короткі цикли роботи котла дуже негативно впливають на його продуктивність та довговічність.

Резервуар для води між котлом та радіаторами у такій системі виконує функцію буфера. Якщо споживання тепла невелике та короткочасне, для її компенсації достатньо води, що накопичилася у баку. У цьому випадку казан навіть не запускатиметься. Якщо ж котел почне працювати, тоді він працюватиме дещо довше. Він компенсує попит на тепло в приміщенні і підігріє воду в баку. Робочий процес аналогічний двоконтурного газового котла, з невеликою ємністю для води. Якщо ви хочете тільки вмити руки, використовуватиметься вода з бака, при цьому котел не вмикатиметься. Якщо є бажання наповнити ванну, то після вичерпання води в баку, котел почне нагрівати воду в протоці.

Що відбувається в системі без акумулюючого чи буферного бака?

Що станеться у звичайній системі, без акумулюючої чи буферної ємності, якщо потік води через радіатори переривається? Припиниться циркуляція води у всій системі – зокрема через котел. Тепловий баланс повинен вийти на нуль – скільки води виходить із котла, стільки має пройти через радіатори, а потім повернутись у котел. На жаль, для працездатності котла потрібен певний мінімальний потік води. Якщо більшість радіаторних вентилів закрити, ця умова може бути не виконана. І тоді потік води в системі зупиняється, хоча не всі приміщення досить обігрілися.

Встановимо ємнісний бак із 4 патрубками між котлом та радіаторами: підведення та відведення для котла та радіаторів – що відбудеться, якщо закрити потік води через більшість радіаторів? Нічого, котел працюватиме далі. Частина води, що протікає через нього, буде циркулювати в більш короткому циклі: котел – бак – котел. Такий бак не перешкоджає потоку води від котла до радіаторів, таким чином виконає роль гідравлічної стрілки.

Ємність для води, як теплообмінник

Ємність для води, в якій встановлено хоча б один змійовик, є теплообмінником. Вода, що проходить через ємність, не поєднується з водою, що циркулює в змійовику, але між ними відбувається теплообмін (через стінки змійовика). Е

то альтернатива для популярних пластинчастих теплообмінників, що відокремлюють, наприклад, контур котла (нормально відкритий) від контуру радіаторів (зазвичай закритий). Бак із змійовиком у багатьох відношеннях краще, ніж пластинчастий теплообмінник. Недоліком є те, що вона займає більше місця. Опір потоку води в баку та змійовику дуже невеликий, у порівнянні з пластинчастим теплообмінником. Якщо в баку є ревізійний отвір, то бак можна легко очищати від відкладень.

Використання кількох джерел тепла

Системи, в яких є кілька джерел тепла, наприклад, газовий котел і камін з водою сорочкою, або котли на твердому паливі, повинні бути обладнані буферною ємністю, або ще краще – ємністю, що акумулює.

Тепло від кожного із цих джерел нагріває воду в баку. За необхідності, за допомогою змійовиків можна розділити контури води.

Наприклад: газовий котел – перший змійовик; радіатори – другий змійовик; твердопаливний казан – без змійовика.

Незалежно від того, яке джерело наповнює резервуар, радіатори завжди зможуть їх використати.

 

Акумулюючий бак для гарячого водопостачання

Накопичене тепло в ємності, що акумулює, також може бути використане для гарячої води (ГВС), яка необхідна для ванни, миття і т.д. Це можна реалізувати трьома способами: • вбудований внутрішній бак для нагрівання ГВП в ємності, що акумулює. • змійовик із великою площею, розташований усередині резервуару. • змійовик усередині акумулюючої ємності з’єднується із зовнішнім резервуаром для гарячої води

Комплектуючі в системах опалення з акумулюючими ємностями

У системах опалення з накопичувальними ємностями використовуються різне допоміжне обладнання: клапани (запірні, змішувальні), циркуляційні насоси, джерела безперебійного живлення (ДБЖ), датчики температури, електричні тени та інше.

Насамперед, слід підкреслити, що не існує єдиної ідеальної конфігурації, проте на практиці найкраще працюють прості системи, ніж складні та повні дорогого обладнання. Багато що залежить від знань, досвіду та винахідливості фахівців – проектантів та монтажників. Тим більше, що той самий ефект може бути досягнутий різними способами, але про хорошу чи погану ефективність системи найчастіше вирішують деталі.

Наприклад, твердопаливний котел повинен бути захищений від води з занадто низькою температурою. Це може бути досягнуто шляхом установки на зворотній лінії термостатичного клапана змішувача, але те ж саме забезпечує гравітаційна подача води між котлом і акумулюючим баком. Таку систему, однак, не скрізь можна застосувати (потік, що забезпечує рух води, дуже слабкий).

Навіщо в системі із накопичувальним баком для води електричні нагрівачі? Розміщуючи їх у баку, отримуємо резервоване, необслуговуване джерело тепла. Якщо у нас є котел на твердому паливі, це може бути дуже гарним рішенням для захисту будинку від замерзання під час нашої тривалої відсутності. І що дуже важливо, інвестиційні витрати невеликі – заплатимо набагато менше, ніж при використанні електричного казана.

Administrator
Без коментарів
Опубліковано в:
Новини
Коментарі
Ще немає коментарів.
Напишіть коментар
Ваш коментар
Ім'я
Email
Усі результати пошуку