Как работает буфер накопления?

Тепловой буфер — комфортное отопление дешевым топливом

 Тепловые буферы широко используются в Европе. Итак, что такое буферная емкость? Это устройство готово принести прямую выгоду в каждом доме, обогреваемом углем, и даже больше — древесиной. Преимущества также будут ощущаться снаружи, в виде бездымного воздуха.

Давайте посмотрим, как работает тепловой буфер, как представлены затраты на установку и прибыль от ее использования. Также будут подробности о правильной конструкции буферного резервуара, который, вопреки внешнему виду, не такой уж странный большой котел.

Как работает тепловой буфер

Наиболее важной особенностью теплового буфера является система слоистой воды. Горячая вода легче холодной воды. Следовательно, если слой горячей воды расположен над слоем холодной воды, то эта система будет вести себя как смесь воды и масла. Слои не будут смешиваться, и горячая вода никогда не будет нагревать холодную воду сверху, даже если они находятся в прямом контакте. Нагрев воды сверху при контакте невозможен. Вот почему горелки на плитах находятся под горшки .

 Упрощенная схема установки с тепловым буфером

На схеме выше представлена ​​идея простейшего подключения теплового буфера в системе отопления. Существуют две соединенные, но независимые от температуры цепи: буфер-буфер и радиатор-буфер.
Котел, работающий на полную мощность, нагревает буфер до 80-90С. Нагревание занимает несколько часов, и в результате весь бак должен быть нагрет до максимально возможной температуры. На этом работа котла заканчивается, и следующий запуск будет необходим, только когда все тепло из буфера будет исчерпано (обычно от одного дня до недели, в зависимости от емкости буфера и погоды).

Буфер накапливает тепло с небольшими потерями и позволяет вывести его в любом количестве именно тогда, когда это необходимо. Автоматический термостат лучше всего устанавливать на выходе буфера установки, который распределяет тепло таким образом, чтобы поддерживать постоянную температуру в доме. Управление обогревом здания становится таким же точным, как с газовым или электрическим отоплением.

Благодаря системе многослойной воды нет необходимости нагревать весь буфер до высокой температуры, чтобы иметь возможность получать тепло из него. Самая горячая вода всегда вверху резервуара.

Баланс выгод и проблем

Тепловой буфер делает котел чистым и нетребовательным с точки зрения обслуживания — почти как газовый котел, но вы можете сжигать (дешевое) топливо.

• чистое и эффективное сгорание — благодаря работе котла на полной мощности
• очень редкие посещения котельной — чем больше бак, тем реже, раз в несколько или несколько дней зимой и сразу в неделю летом, если вы хотите нагревать только горячую воду,
• даже температура в доме — тепло из буфера можно доставлять в здание по мере необходимости круглосуточно.

Тепловой буфер — это больше, чем просто усилитель котла. Это домашний накопитель тепла, который может сочетать в себе функции:

• Котел ГВС
• бак для солнечных коллекторов
• аккумулирование тепла от электричества по дешевому тарифу

Накапливая тепло в одном месте, вам не нужно покупать отдельные резервуары для каждой из этих целей и тратить место для их размещения. Хранение горячей воды в одном хорошо изолированном резервуаре также означает меньшие потери энергии и, следовательно, более низкие затраты.

Тепловой буферный резервуар прост и долговечен. Просто, потому что черной стали достаточно. Постоянный, потому что во время работы имеет контакт только с котловой водой. На него не влияет проблема быстрой коррозии, известная в котлах ГВС.

Главный минус теплового буфера в том, что он занимает место. Новые небольшие дома обычно проектируются изолированно от реалий (с целью отопления природным газом), поэтому котельная фрагментарна и имеет размеры веника и ведра. Это правда, что буфер можно разместить в соседней комнате, но для этого требуется вырезать ценный квадратный метр помещений.

Цена на буферный резервуар также значительна. Готовый простой бак объемом 1000 л стоит около 5000 злотых. Добавьте к этому солнечную и ГВС-катушку, и цена возрастет до 6000–8000. злотых.
К счастью, стоимость буфера может быть значительно снижена путем покупки соответствующего восстановительного бака или ввода в эксплуатацию местного специалиста. Однако, принимая во внимание все преимущества наличия теплового буфера, даже покупка готового бака возвращается через несколько лет.

Дело в том, что хранение горячей воды в буферном резервуаре порождает убытки, но в конечном балансе прибыли они приемлемы. В хорошо изолированном буфере температура воды должна падать со скоростью до 2-3 ° C / день в течение 1000 л (т.е. ~ 1 кВт / ч). Даже такое количество тепла не напрасно, оно не уходит в вакуум, а косвенно обогревает дом.

Простота построения и эксплуатации теплового буфера не означает, что построение целого будет тривиальным. Вам нужны минимальные технические и гидравлические навыки, чтобы сделать все самостоятельно, или вам нужно будет найти специалиста, который слышал о тепловых буферах и знает о них. Или, по крайней мере, сможете построить резервуар или установку в соответствии с инструкциями. Если вы слышите от водопроводчика:  сэр, зачем вам такой большой котел? — убежать как можно скорее.

После установки теплового буфера требуется значительно больший расширительный бак — примерно до 100 литров. Это не большие затраты, но вам нужно найти место для этого, так что имейте это в виду.

Когда использовать тепловой буфер?

Проще сказать, когда не стоит использовать тепловой буфер:

• в большом, старом, неизолированном доме с вместительной системой отопления и радиаторами, работающими при высоких температурах — там котел имеет постоянный прием тепла, и буфер воды должен был бы содержать несколько тонн воды, чтобы быть полезным
• отопление дома природным газом — этот вид отопления является контролируемым и не требует накопления энергии на потом

Во всех других случаях использование теплового буфера имеет комплексные преимущества. Существуют ситуации, когда буфер становится даже необходимым, чтобы нагрев не был полосой бедствия:

• бункер в новом доме — даже самые лучшие бункеры не подходят для самостоятельного использования в новых домах. Они не могут эффективно и чисто нагревать при таких низких мощностях, которые требуются современным хорошо изолированным домам. И настоящая трагедия начинается после подключения их к установке с преобладанием напольного отопления. Результатом всего этого является зловоние, грязь и жизнь впустую в котельной. Подключение теплового буфера устраняет эти проблемы. Доступные в настоящее время котлы 5-го класса требуют подключения к тепловому буферу, иногда под страхом потери гарантии, но даже если это не так, стоит подумать о буфере, потому что это будет необходимо, когда вступят в силу резолюции против смога . Формально такой котел отвечает требованиям 5-го класса только при работе на полную мощность, то есть с буфером.
• пол с подогревом — температурный диапазон, подходящий для угольных котлов и для подогрева пола, не полностью перекрывается, поэтому сотрудничество загрузочного котла и пола является смолистым кошмаром. Чтобы примирить эти два мира, необходим тепловой буфер, который обеспечит экономичное сгорание в котле при высоких температурах и стабильную работу пола при достаточно низкой температуре подачи.
• котел с газификацией древесины — эти котлы предназначены для работы только на полную мощность. Конечно, поляку — гордому потомку сарматов — не будет приказано устанавливать буфер для такого котла! Следовательно, нет недостатка в тех, кто делает в них древесину, как в старом «мусоровозе», а потом плачет, что она гнилая, залитая смолой, и сито из котла через три года.

Сколько вы можете получить?

Правильно подобранная мощность и правильно работающий зарядный котел обеспечивают среднегодовую эффективность нагрева около 50%. Неправильный способ курения, отсутствие чистки, слишком большая номинальная мощность, слишком маленькая поверхность теплообменника — все это может привести к тому, что КПД головы снизится примерно до 30%, если не ниже.

Котел, взаимодействующий с тепловым буфером, будет работать на полную мощность, работая в благоприятных условиях и при высоких температурах. Благодаря этому он вытянет из топлива как можно больше, не будет сажи, он будет получать столько тепла, сколько позволяет теплообменник.

Таким образом, экономия топлива в 30-50% вполне реальна , конечно, в зависимости от того, насколько сильно он курил до сих пор. Но даже если экономии топлива не было вообще, вы все равно экономите время на эксплуатацию котельной.

Какая буферная емкость?

Чем больше буфер, тем лучше, конечно, в пределах разумного и возможностей. Разумная вместимость для среднего здания (около 150 м2) составляет 1000–2000 л. Емкость теплового буфера должна определяться в зависимости от потребности здания в тепле. Если возможно, лучше рассчитать емкость так, чтобы даже в самые холодные периоды загрузка буфера происходила в худшем случае каждые 24 часа.

• Примерно задайте максимальную потребность в тепловой мощности вашего дома одним из доступных способов . Давайте предположим, что 5 кВт выходит.
• умножьте это число на 24 часа — вы получите 120 кВт / ч, т. е. максимальное ежедневное потребление тепла и такая теплоемкость  должны иметь буфер, чтобы в худшем случае запуск в котле происходил один раз в день.
• На основании удельной теплоемкости воды известно, что 1000 л воды, нагретой на 60 градусов (от 30 ° C до 90 ° C), будут хранить около 65 кВт-ч энергии (уже вычитая примерно потери). Таким образом, вы можете видеть, что для поддержания примерно 120 кВт-ч вам понадобится почти 2000 л воды.
• количество тепла, которое можно хранить и извлекать из 1000 л воды, будет зависеть от максимальной температуры буферной воды и минимальной полезной температуры воды, которую может нагревать здание. В вышеприведенном пункте принято довольно оптимистичное предположение, что они составляют 90 градусов C и 30 градусов C соответственно; стоит нагревать буфер до 90 ° С, но для этого также требуется твердая изоляция; в то время как «нижний предел полезности» воды зависит от типа отопительной установки: лучше подойдет пол с подогревом, который будет нагревать здание при 30 ° C, в то время как радиаторная установка может давать слишком мало энергии при подаче воды при 40 ° C Морозы даже на 45–50 градусов по Цельсию могут быть слишком малы (зависит от того, насколько велики или малы радиаторы), и, имея 30 градусов Цельсия в баке, вам уже придется загораться, чтобы разогреть буфер.
• Когда ГВС также нужно нагревать из буфера, он, естественно, будет быстрее разряжаться. Вы можете принять его и зарядить немного чаще или увеличить его емкость. Если? ГВС нагревается максимум до 55 ° C, поэтому разница между холодной водой из-под крана составляет ~ 45 градусов. При нагревании 100 л горячей воды будет потребляться около 4,5 кВтч. Столько энергии сохраняется в буфере только в 70 литрах горячей воды. Но катушка ГВС не способна полностью извлечь эту энергию, поэтому безопаснее принять соотношение по крайней мере 1: 1, т. Е. Для нагрева каждых 100 л ГВС вам потребуется мин. 100 л буферной емкости.

Если рассчитанная таким образом вместимость слишком велика (нехватка места или бак слишком дорогой), то буфер может быть меньше, например, 1000 л в вышеупомянутом случае, что означает, что он будет накапливать тепло, необходимое в течение по крайней мере 24 часов, до нуля, и во время заморозков в в худшем случае вам придется заряжать его каждые 12 часов. Меньший буфер все еще имеет преимущество большого: вы можете использовать на полную мощность, получая больше энергии из того же количества топлива в целом. Однако время между последовательными выстрелами сокращается.

Выбор танка

Буфер обязательно должен быть вертикальным резервуаром, потому что только тогда поддерживается расслоение воды при разных температурах, что является сутью работы буфера. Наиболее практичная и долговечная форма резервуара — это ролик. Вопреки интуиции, эти несколько тонн воды не давят так сильно, как собственный вес, так что кубоид из листа длиной в несколько миллиметров может легко вращаться.

Перед покупкой или изготовлением резервуара помните, что он должен каким-то образом попасть в котельную. Это означает, что без изоляции он не может быть шире, чем дверь, через которую необходимо будет пройти (обычно 70-90 см).

Выбор котла

Правила выбора мощности котла для нужд здания при использовании теплового буфера перестают применяться , потому что мы больше не отопляем здание напрямую, а большую бочку с водой. Поэтому мощность котла может быть практически любой высокой. Ограничением является не столько мощность котла, сколько объем заряда.

Котел мощностью 20-30 кВт или даже больше можно использовать без проблем. Такой больший котел может быть намного дешевле, чем более низкие мощности . Превышение мощности котла по отношению к расчетам проектировщика не является правонарушением, а наоборот приносит ощутимые преимущества.

Строительство установок с тепловым буфером

Тип и количество источников тепла, из которых он будет подаваться, определяют сложность установки с тепловым буфером и внутреннюю структуру самого буфера.

Насосная система немного сложнее, но она решает проблемы гравитации. Конечно, при условии, что это правильно выполнено.

Как это работает? Котел имеет короткое замыкание, температура которого задается регулируемым трехходовым термостатическим клапаном, расположенным на обратной стороне котла. Вода в этом контуре возвращается в котел, пока не достигнет температуры, установленной на вышеуказанном клапане. Только тогда он поставляет буфер. Это устраняет проблему холодного возврата и повышает температуру загрузки буфера. Вы не обманете физику — зарядка под действием силы тяжести при той же мощности котла займет то же время, но температура воды будет постепенно повышаться. Раствор с короткой циркуляцией позволяет сразу загрузить буфер с высокотемпературной водой, а расслоение буфера дает возможность использовать его немедленно.

Laddomat — это многофункциональное устройство, обеспечивающее простое соединение между котлом и буферной емкостью . Он сочетает в себе насос, запорные клапаны и термостатическое управление потоком, а также обеспечивает минимальный гравитационный поток в случае отключения электроэнергии.

Принцип действия аналогичен установке, показанной на схеме выше, за исключением того, что все соответствующие компоненты собраны в одном корпусе. Вода от короткого замыкания поступает в буфер только после превышения заданной температуры. Эта температура контролируется с помощью термостатических вставок с определенной температурой открытия. Доступны вставки для температур 53 ° С, 63 ° С, 72 ° С, 78 ° С и 83 ° С.

Laddomat не идеальное устройство. Первым недостатком является его цена: около 1500 злотых + около 100 злотых за одну термостатическую вставку. Кроме того, это не обязательно решит все проблемы. Поскольку аварийный режим работы системы под действием силы тяжести поддерживается, невозможно регулировать поток воды через котел. И это было бы полезно, потому что слишком низкий расход означает плохой прием тепла от котла и излишне увеличенную буферную загрузку, а слишком высокий поток — котловую смолу.

Изменения в установке центрального отопления после добавления теплового буфера

Добавление теплового буфера в существующую систему отопления не вызывает серьезных изменений за пределами котельной. Но одна вещь, которую необходимо изменить, — это расширительный бак (в открытой системе) или расширительный бак (в закрытой системе). Теперь они должны быть намного больше!

Чем больше воды в системе, тем больше количественные изменения ее объема при нагреве. Стандарты гласят, что расширительный бак в открытой системе имеет вместимость 4 — 6% от объема воды в установке. Установка без теплового буфера вмещает, скажем, около 200 л воды, поэтому достаточно контейнера на 8-12 л.

Но что происходит, когда мы присоединяем буфер объемом 1000 л? Общая вместимость установки уже составляет 1200 л , то есть расширительный бак должен иметь вместимость 48 — 72 л .

ГВС отопление из буфера

Тепловой буфер значительно облегчает жизнь при приготовлении горячей воды для бытового потребления (ГВС):

• Вам не нужно покупать отдельный бойлер ГВС , который необходимо заменять каждые несколько лет из-за коррозии (вызванной постоянным потоком свежей, насыщенной кислородом воды).
• ГВС нагревается потоком — проблема с легионеллой исчезает
• летом полный нагрев буферного резервуара обеспечит теплую воду на несколько дней

Нагрев горячей воды из теплового буфера происходит через змеевик, через который протекает холодная питьевая вода и нагревается из горячей воды в буфере. Насколько хорошо это работает, зависит в первую очередь от поверхности катушки . Чем оно выше, тем выше температура ГВС может быть получена при более низкой температуре буферной воды.

Не бойся взломать

Прежде чем перейти в тепловой буфер, разберитесь с одной основной проблемой: буфер должен быть нагрет до максимально возможной температуры . Это кажется очевидным, но есть люди, которые сначала устанавливают буфер, а затем боятся его нагревать более чем на 50 градусов. Потому что жарко и большие потери для окружающей среды. Кнопка справа!

Тепловой буфер должен быть нагрет до максимально возможных температур. Вот почему толстая, причудливая изоляция сделана так, что потери парковки по сравнению с прибылью смехотворно малы. Только наши атавизмы, полученные в результате полученных моделей нагрева, не позволяют нам в полной мере использовать преимущества теплового буфера. Способность хранить кипящую воду в течение многих дней — одна из них.