Тепловой аккумулятор

Тепловой аккумулятор — это вертикальная стальная емкость, цилиндрической формы, внутри которой накапливается горячая вода. Снаружи, для снижения теплопотерь, емкость изолируется термостойким поролоном.

Задачей теплоаккумулятора является накопление энергии от самых разных источников тепла и дальнейшем распределении её в системы отопления и водоснабжения.

Тепловой аккумулятор еще часто называют — аккумулирующая емкость, буферный накопитель и бак аккумулятор тепла.

         Описание:

 

Тепловой аккумулятор, изготовленный из чёрной стали, предназначен для накопления и распределения тепла исключительно в системах отопления, т.е. в данный бак единожды заправляется вода для отопления.

А поскольку в системах отопления постоянно используется одна и та же вода, которая с течением времени становится «нейтральной», внутренняя поверхность бака не нуждается в защите от коррозии.

В некоторых моделях, за счет температурного расслоения и расположения патрубков на различной высоте, можно использовать сразу несколько разных теплогенераторов, таких как электрический, газовый или твердотопливный котел, тепловой насос, солнечный коллектор и т.д.

Также для обеспечения дополнительного нагрева внутри бака можно установить электрические нагревательные элементы. Есть возможность установки отдельного модуля для подогрева проточной (санитарной) воды.

         Преимущества тепловых аккумуляторов:


Преимущество теплового аккумулятора в том, что он не допускает потери тепловой энергии, накапливая избыточное тепло, которое может хранить до шести суток и больше с последующей отдачей потребителю.

В случае необходимости большого количества тепловой энергии, теплоаккумулятор может одновременно отдавать большие объемы заранее накопленного тепла, что не под силу, например, котлам.

В тех же случаях, где используются электрические котлы, буферный накопитель позволит запасать тепло в то время суток, когда тарифы на электроэнергию снижены, а использовать её можно будет в дорогое время суток.

         За счет чего работает теплоаккумулятор?:


Источник тепловой энергии на протяжении своего действия поставляет тепло в аккумулирующую емкость, которая по мере необходимости отдает его в систему отопления для поддержки необходимой температуры помещения, которое обогревается.

Подключать к теплоаккумулятору можно сразу несколько источников энергии одновременно. В зависимости от модификации тепловые аккумуляторы можно использовать совместно с солнечными коллекторами, твердотопливными котлами, житкотопливными котлами, газовыми котлами, тепловыми насосами, электрическими нагревателями и другими источниками энергии.

 

         Где нужно применять тепловой аккумулятор:


Теплоаккумуляторы используется в системах отопления и водоснабжения загородных домов, офисных зданиях, гостиницах, коттеджах, торговых центрах, промышленных помещениях и т.п.

Следует заметить, что на данный момент аккумулирующие емкости во многих случаях используются уже не как экономически выгодная опция, а как необходимый элемент для комплексных систем теплоснабжения.

         Мощность аккумулятора:


Теплоаккумуляционную способность или мощность (Вт), которая может быть накоплена в аккумуляторе теплоты емкостного типа определяют за формулой:

Q = mcp(T2-T1)

где m — масса теплоаккумулирующего вещества, кг;
cp — удельная изобарная теплоемкость вещества, Вт:(кг*К);
T2 и T1 — среднее значение начальной и конечной температуры вещества, °C

         Как работает тепловой аккумулятор:


Наиболее распространенным является использование баков-аккумуляторов тепла объемом 300-2000 л, которые применяются в системах с естественной и принудительной циркуляцией. В самой простой конфигурации тепловой аккумулятор это – вертикальный стальной бак высотой в 3–5 раз большей от диаметра для обеспечения температурного расслоения воды. По всей высоте бака размещены патрубки для подведения и отведения воды, а также для монтирования электрических ТЕНов.

Вода с наивысшей температурой накапливается в верхней части бака и может отводиться через верхние патрубки для отопления радиаторами; менее нагретая вода (средняя часть бака) может отводиться патрубками среднего уровня для отопления теплыми полами. Внутренняя поверхность бака не нуждается в защите от коррозии, поскольку в системах отопления постоянно используется та же вода, которая со временем становится «нейтральной». Для уменьшения теплопотерь через стенки бака его необходимо изолировать, например, термостойким поролоном толщиной до 100 мм (рис. 2).

В накопительном баке могут быть предусмотрены горизонтальные перегородки, которые разделяют его на секции с разными уровнями температуры по высоте. В определенной мере, это улучшает эффективность аккумуляции теплоты. Также он может комплектоваться ревизионным фланцем.

Для подключения к системе теплоснабжения солнечных коллекторов в нижней части бака размещается стальной теплообменник. Такое его размещение обеспечивает возможность работы контуру коллекторов при самой низкой возможной температуре с максимальной эффективностью.

Традиционно для приготовления питьевой горячей воды в верхней части накопительного бака размещается небольшой резервуар (50-100 л). Этот резервуар полностью окружен горячей водой, которая предопределяет быструю передачу тепла к питьевой воде. Здесь возникает достоверность размножения легионел, что требует дополнительных затрат на технические средства защиты. Альтернативным вариантом является применение теплообменника, изготовленного из пищевой нержавеющей стали. В таком случае бак-аккумулятор тепла работает как проточный водонагреватель. В теплообменнике находится минимальный объем воды, которая снижает достоверность образования легионел. Малый объем не означает низкой производительности. Большая площадь нагрева и запас тепла в аккумуляторе позволяют мгновенно нагреть поток холодной воды к необходимой температуре.

Максимальная температура теплоаккумуляторов не превышает 90 °С. технические требования к отопительным котлам также определяют, что высшей температурной границей является показатель 95 °С. Потому при установлении в своем доме буферного накопителя тепла очень важным фактором являются размеры и температурный режим отопительных элементов, предусмотренных для использования в системе теплоснабжения. Опыт показывает, что наибольший эффект аккумуляторов будет достигаться в системе низкой температуры. Наилучше система с тепловым аккумулятором будет функционировать в доме с обогревом с помощью теплых полов.
Чем выгоден теплоаккумулятор

Дрова содержат очень много разных веществ, в том числе деготь, кислоты и др., которые выделяются при накаливаннии дров. Для обеспечения качественного сжигания всех этих веществ котел должен постоянно работать на полной мощности, а этого можно достичь созданиям системы теплоснабжения с тепловыми аккумуляторами. Принцип регуляции мощности многих твердопаливних котлов ориентированный на неполное сгорание или тление топлива. В обычных котлах эту операцию выполняет регулятор тяги — воздушный клапан, который открывается цепочкой и при определенной температуре сам закрывается. Таким образом к топливу не подается кислород, но оно остаеться раскаленным и из него выделяются вещества, которые при других условиях сгорели бы.

В Западной Европе установка буферной емкости вместе с дровяным котлом является обязательным требованием. После установления теплового аккумулятора с дровяным котлом получаем 20-ти процентную экономию дров. При этом теплоаккумулятор не только экономически выгоден, но и, благодаря полному сгоранию топлива, предотвращает забивку дымохода дегтевыми осадками.

Поэтому установку теплового аккумулятора рекомендуется планировать уже на стадии проектирования дома. В противоположном случае желания его смонтировать может не совпасть с техническими возможностями из-за нехватки места.