Зміст:
- Трохи про призначення та конструкції
- Розрахунок обсягу накопичувального бака
- Рекомендації по виготовленню
- Чим утеплити теплоакумулятор
- Висновок
В нинішні часи подорожчання всіх видів енергоносіїв багатьох домовласників став серйозно хвилювати питання їх економічного використання. Один з варіантів – це включення в схему опалення великої ємності з водою – теплового акумулятора.
Але ємності заводського виготовлення відрізняються значною вартістю. У той же час деякі домашні майстри – умільці розібралися, як можна зробити теплоакумулятор своїми руками, що вийде набагато дешевше. Про це досвіді і буде розказано в цій статті.
Трохи про призначення та конструкції
Перш ніж давати рекомендації з виготовлення цього важливого вузла, коротко визначимося, для чого він потрібен і розглянемо його заводську конструкцію. Отже, акумулюючі ємності з водою застосовуються у випадках періодичного опалення будинку, а точніше:
- при роботі електричного котла з многотарифным лічильником, коли нагрівачі можуть економно функціонувати лише в нічний час. Агрегат, працюючи на повну потужність, обігріває будинок і накопичує теплову енергію в баку з водою;
- накопичення теплоти необхідно і для котлів на твердому паливі, які навпаки, зупиняються в нічний або інший час, якщо нікому закласти в топку нову порцію дров або вугілля;
Агрегати заводського виготовлення являють собою бак круглої форми, заповнений водою. У неї занурені кілька змійовиків, в них циркулює теплоносій котлового та інших контурів опалення. Конструкція досить складна у виробництві і тому недешева, в цьому можна переконатися, подивившись креслення теплоаккумулятора.
Якщо спробувати взяти за основу подібне пристрій, щоб самостійно виготовити теплоакумулятор, то в кінцевому рахунку він обійдеться набагато дешевше, заводського. Мідні або нержавіючі трубки і робота з намотуванні з них змійовиків, герметизація вводів і утеплення віднімуть у вас багато часу і грошових коштів. Для домовласників, які бажають здійснити збірку і установку саморобного накопичувача тепла, є більш просте рішення, описане нижче.
Розрахунок обсягу накопичувального бака
Дане рішення полягає в тому, що теплоакумулятор, зроблений своїми руками, являє собою звичайну утеплену ємність з двома патрубками для приєднання до системи опалення. Суть полягає в тому, що котел в процесі роботи частково направляє теплової носій в накопичувальний бак, коли радіатори цього не потребують. Після відключення джерела тепла відбувається зворотний процес: робота системи опалення підтримується водою, що надходить з акумулятора. Для цього потрібно буде правильно виконати обв’язку накопичувальної ємності з теплогенератором.
Насамперед треба визначити обсяг бака для акумуляції теплової енергії і провести оцінку можливості його розміщення в котельні. Крім того, виготовлення теплоакумуляторів для твердопаливних котлів необов’язково починати з нуля, є різні варіанти підбору готових судин відповідної місткості.
Ми пропонуємо орієнтовно визначити обсяг бака самим простим способом, заснованим на законах фізики. Для цього треба мати такі вихідні дані:
- теплова потужність, потрібна на обігрів будинку;
- час, протягом якого джерело тепла буде відключений і його місце займе акумулююча ємність для опалення.
Спосіб розрахунку покажемо на прикладі. Є будівля площею 100 м2, де теплогенератор простоює 5 годин на добу. Укрупнено приймаємо необхідну теплову потужність в розмірі 10 кВт. Це означає, що щогодини акумулятор повинен віддавати в систему 10 кВт енергії, а на весь проміжок часу її треба накопичити 50 кВт. При цьому вода в баку нагрівається мінімум до 90 С, а температура на подачі у системах опалення приватних будинків при стандартному режимі приймається рівної 60 ?С. Тобто, різниця температур становить 30 ?С, всі ці дані підставляємо в добре знайому з курсу фізики формулу:
Q = cm?t
Оскільки ми хочемо дізнатися кількість води, що повинен містити тепловий акумулятор, то формула приймає такий вигляд:
m = Q / c T, де:
- Q – загальна витрата теплової енергії, у прикладі дорівнює 50 кВт;
- з – питома теплоємність води, становить 4.187 кДж / кг ?С або 0.0012 кВт / кг ?С;
- ?t– різниця температур води в баку і подаючому трубопроводі, для нашого прикладу це 30 ?С.
m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, що займає орієнтовний обсяг 1.4 м3. Отже, теплова батарея для твердопаливного котла ємністю 1.4 м3, наповнена водою, нагрітої до 90 ?С, буде забезпечувати будинок площею 100 м2 теплоносієм з температурою 60 ° С протягом 5 годин. Потім температура води впаде нижче 60 ?С, але ще якийсь час (3-5 годин) знадобиться на повну «розрядку» акумулятора і охолодження приміщень.
Важливо! Для того, щоб тепловий акумулятор, виготовлений своїми руками, встигав повністю «зарядитися» під час роботи котла, останній повинен мати не менше ніж полуторний запас по потужності. Адже опалювача треба одночасно обігрівати будинок і завантажувати накопичувальний бак гарячою водою.
Рекомендації по виготовленню
Якщо потрібно зробити акумулюючу ємність з нуля, то краще всього для цієї мети використовувати звичайний листовий метал товщиною 2 мм Варити бак можна і з нержавійки, але зовсім не обов’язково, так як подібний матеріал обійдеться дуже дорого. Для зручності подальшого утеплення і простоти виготовлення ємність краще робити прямокутної форми. Знаючи обсяг бака, легко розрахувати його габарити згідно з умовами його монтажу в котельні.
Рада. Якщо ви хочете забезпечити сумісне функціонування накопичувального судини і гравітаційної системи опалення, то потрібно змайструвати теплоакумулятор відкритого типу, тобто, забезпечити його сполучення з атмосферою через трубку у верхній частині бака. Ставити його треба вище рівня радіаторів, для чого доведеться додатково зварити підставку із сталевих труб або куточків.
У деяких випадках немає сенсу варити ємність з нуля, можна зробити водяний теплоакумулятор з бочки. Добре підійде залізна бочка великої місткості, в неї потрібно врізати два патрубки для приєднання до системи. Пластмасові бочки застосовувати ризиковано з-за високої температури води, хіба що на маркуванні вироби буде вказана максимальна температура вмісту до 100 ?С.
Таке ж застереження ми даємо тим домашнім умільцям, що майструють теплоаккумулятори з еврокуба. Звичайно, це дуже зручний спосіб, але ця пластмасова ємність розрахована на максимальну температуру не більше 70 ?С. Тому еврокуб підійде в якості накопичувального бака, працюючого з теплими підлогами, де температура теплоносія рідко перевищує 50 ?С, для радіаторних систем він не годиться.
Чим утеплити теплоакумулятор
Навіть коли бак знаходиться в теплому приміщенні, то різниця температур між повітряним середовищем і теплоносієм занадто велика – від 50 до 70 ?С. Щоб не втрачати тепло і не обігрівати їм топкову, треба обов’язково виконувати утеплення теплоаккумулятора. Простіше всього це зробити за допомогою пінопласту товщиною 100 мм і щільністю 25 кг/м3. Його легко клеїти до металевих стінок і вирізати отвори під патрубки.
Згодиться для утеплення мінеральна вата тієї ж товщини, хоча кріпити її дещо складніше. Щільність матеріалу – 135-145 кг/м3. Для круглих баків з бочок доведеться використовувати рулонні утеплювачі типу ISOVER, тут доведеться неабияк повозитися з кріпленням, особливо в нижній частині ємності.
Нижче на відео показана установка і схема теплоаккумулятора з підключенням його до котла і опалювальній системі:
Стаття в тему: Як зробити опалення в приватному будинку — докладне керівництво
Висновок
Використання накопичувального бака дозволяє економити паливо при роботі дров’яних котлів і користуватися вигідним нічним тарифом у випадку з теплогенератором електричним. У виготовленні бак не такий вже складний, треба тільки мати деякі навички.