Het ontwerp en werkingsprincipe van een buffertank voor verwarming
RadiatorenDe noodzaak om het verwarmingssysteem van uw eigen huis te verbeteren dwingt de eigenaars om voortdurend naar nuttige ideeën te zoeken, extra apparaten die brandstof besparen, gelijkmatige warmte binnen in huis verspreiden, de warmteoverdracht van de radiatoren verhogen.
Het probleem van uniforme warmteverdeling is met name acuut in woningen met verwarmingsketels op basis van vaste brandstoffen. Ze kunnen de verbranding van brandstof en de toevoer van warmte aan het pijpleidingsysteem niet onmiddellijk stoppen. Als u de kraan op de toevoer sluit, kan warm water, dat zich ophoopt aan de inlaat, het kookpunt bereiken en een deel van de pijpleiding beschadigen. U kunt de hoeveelheid vuurtijd verdelen. Dergelijke oplossingen zijn arbeidsintensief en ineffectief. In dit geval is het raadzaam om een warmteaccumulator te gebruiken, die zorgt voor een uniforme warmteverdeling door het huis en temperatuurschommelingen uitsluit.
In huizen waar een warmte-accumulator is ingebouwd, wordt het warmteverlies aanzienlijk verminderd.
Feit! Vaste brandstofketels produceren bij normaal bedrijf warmte tot 90 ° C, in tegenstelling tot gas of diesel met een maximum van 65 ° C.
Het apparaat van een warmte-accumulator
De hydraulische accumulator is een tank die warmte verzamelt die wordt geproduceerd door een ketel op vaste brandstof, waardoor deze lange tijd wordt gespaard. Het apparaat werkt volgens een thermoschema.
De opslagtank bestaat uit de volgende componenten:
- Capaciteit van staal of roestvrij staal, groot formaat (rechthoekig of rond);
- Vier sproeiers in de tank, op een afstand van elkaar in de hoogte. Een daarvan is de uitvoer van de verwarmer naar de tank, en de andere is de invoer van het verwarmingssysteem, hetzelfde aan de onderkant;
- Aan de bovenkant van de accu bevindt zich een veiligheidsklep;
- Buiten is de tank geïsoleerd met een dikke laag isolatiemateriaal.
De buffertank accumuleert de verwarmde koelvloeistof binnen, het houdt de warmte in huis tot twee dagen nadat het verwarmingssysteem is uitgeschakeld.
Bij het installeren van een hydraulische accumulator, is het noodzakelijk om een leidingcircuit tussen het en de ketel te plaatsen, inclusief:
- Circulatiepomp;
- Thermostaatventiel;
- Expansievat.
De opslagtank moet geïsoleerd zijn, anders zal de opgewekte warmte de ruimte verwarmen waar de accu zich bevindt.
De opslagtank werkt op deze manier:
- Vanuit de boiler met vaste brandstof stroomt het verwarmde water naar de bovenste spuitmond;
- De circulatiepomp, die werkt, duwt koud water van de bodem van de warmteaccumulator naar de vaste-brandstofketel totdat de hele tank gevuld is met heet water;
- De volgende fase is de toevoer van warm water uit de batterijtank naar het verwarmingssysteem. Met behulp van een circulatiepomp van het verwarmingssysteem wordt het gekoelde water naar de tank en van de tank naar het systeem overgebracht.
Werkingsprincipe
De opslagtank begint overtollige warmte te verzamelen in het bovenste deel van de tank nadat de ruimte volledig is verwarmd. Naarmate de koeling afkoelt, geeft de accu geleidelijk warmte af aan de verwarmingssystemen.
De capaciteit van de accu hangt af van hoe vaak een boiler met vaste brandstof binnen een dag wordt geladen.
De werking van de opslagtank is gebaseerd op het gebruik van een grote warmtecapaciteit water, die bij afkoeling bij 1 ° C meerdere keren meer warmte afgeeft voor het verwarmen van 1 m 2 van de ruimte.
Om het volume van de opslagtank te berekenen, gebruikt u de verhouding - 25 - 30 liter capaciteit per 1 kW vermogen van een verwarmingsketel op vaste brandstof.
Voor een ketel van 20 kW ligt het tankvolume bijvoorbeeld tussen 500 en 600 liter.
Zelfgemaakte warmteaccumulator
Met minimale kennis van fysica en mechanica, is het mogelijk om de accu zelf te assembleren:
- Externe gereedingscapaciteit van het vereiste volume;
- De interne pijpleiding, kleiner in hoogte van de basiscapaciteit met 5 - 7 cm;
- De interne container met de gaten voor de nozzles is gelast.
Belangrijk! De accumulatortank is al met de hand in de kamer gemonteerd, want voor een groot deel van het huis is een grote batterij nodig. Het is onmogelijk om standaard deuren te maken.
Montage van de warmteaccumulator
Verbetering van de verwarming door extra apparaten met hun eigen handen zal het noodzakelijk maken om de volgende werken uit te voeren:
- Maak een gedetailleerde schets. Bij het ontwerpen van een tekening moet rekening worden gehouden met waar de accumulator zich bevindt, de isolerende laag, de hoogte van de opslagtank, de aanwezigheid van drainage voor drainage - de factoren die warmteverlies verminderen;
- Integreer de collector-verdeler in het systeem, volg de correcte aansluiting van verschillende systemen;
- Verbonden details van de pijpleiding hebben, om strakke verbindingen te controleren;
- Sluit de opslagtank aan;
- Sluit de circulatiepomp aan;
- Na het voltooien van de assemblagewerkzaamheden met uw eigen handen, voert u een testcontrole uit voor de dichtheid en correcte verbindingen.
Warmte-accumulator voor verwarmingsketels: apparaat, doel + handleiding voor productie door eigen handen
Na installatie van een warmteaccumulator voor verwarmingsketels verhogen de eigenaren de efficiëntie van het gehele verwarmingssysteem aanzienlijk, optimaliseren ze de algehele kosten voor het onderhoud van het onroerend goed en besparen ze aanzienlijk op de aanschaf van de benodigde brandstof.
Het onderhouden van de ketel kan op een geschikt moment van de dag zijn, zonder een daling van het comfortniveau in woonvertrekken te voelen.
Wat is een warmte-accumulator
Een warmteaccumulator is een buffertank die is ontworpen om overtollige warmte te verzamelen die wordt gegenereerd tijdens de werking van de ketel. De opgeslagen bron wordt vervolgens in het verwarmingssysteem gebruikt in de periode tussen de geplande belastingen van de belangrijkste brandstofbron.
Door een goed op elkaar passende batterij aan te sluiten, kunt u de aanschafkosten van brandstof verlagen (in sommige gevallen tot 50%) en kunt u overschakelen naar de modus van één download per dag in plaats van twee.
Indien uitgerust met intelligente apparaten regelaars en temperatuursensoren en de warmtestroom vanuit de opslagtank naar het verwarmingssysteem te automatiseren, significante toename van de warmteoverdracht en de hoeveelheid brandstof delen, gevuld in de verbrandingskamer van de verwarmingseenheid wordt aanzienlijk verminderd.
Kenmerken van interne en externe apparaten
De warmteaccumulator is een reservoir in de vorm van een verticale cilinder, gemaakt van een zwarte of roestvrijstalen plaat van hoge sterkte. Op het binnenoppervlak van het apparaat bevindt zich een laag bakelietvernis. Het beschermt de buffercapaciteit tegen de corrosieve effecten van technisch warm water, zwakke oplossingen van zouten en geconcentreerde zuren. Aan de buitenkant van de unit wordt poederverf aangebracht, bestand tegen hoge thermische belastingen.
Externe thermische isolatie is gemaakt van gerecycled schuimpolyurethaanschuim. De dikte van de beschermende laag is ongeveer 10 cm. Het materiaal heeft een specifiek complex weven en een interne polyvinylchloride coating. Deze configuratie laat geen deeltjes van vuil en kleine overblijfselen tussen de vezels accumuleren, zorgt voor een hoge mate van waterdichtheid en verhoogt de algehele slijtvastheid van de warmte-isolator.
Het oppervlak van de beschermlaag is bedekt met een schede van kunstleer van goede kwaliteit. Door deze omstandigheden koelt het water in de buffertank veel langzamer af en wordt het niveau van het totale warmteverlies van het volledige systeem aanzienlijk verminderd.
Het principe van het warmtebesparende product
De thermische batterij werkt volgens het eenvoudigste schema. Een pijp van een gas-, vaste brandstof- of elektrische boiler wordt van bovenaf naar de unit gevoerd. Door het in de opslagtank komt warm water. Tijdens het afkoelen daalt het naar de locatie van de circulaire pomp en wordt de hulp teruggevoerd naar de hoofddoorgang om terug te keren naar de ketel voor de volgende verwarming.
De ketel van elk type, ongeacht het type brandstofbron, werkt stapsgewijs, en schakelt periodiek in en uit om de optimale temperatuur van het verwarmingselement te bereiken.
Wanneer het werk stopt, komt het koelmiddel in de tank en in het systeem wordt het vervangen door een hete vloeistof die niet is afgekoeld vanwege de aanwezigheid van een warmteaccumulator. Dientengevolge, zelfs na het uitzetten van de ketel en het omschakelen naar de passieve modus tot de volgende brandstofvulling, blijven de batterijen nog een tijdje warm en komt er warm water uit de kraan.
Typen modellen voor warmteopslag
Alle buffercapaciteiten vervullen bijna dezelfde functie, maar ze hebben een aantal ontwerpfuncties. Fabrikanten produceren opslageenheden van drie soorten:
- Hollow (geen interne warmtewisselaars);
- met één of twee spoelen die zorgen voor een efficiëntere werking van de apparatuur;
- met ingebouwde boilertanks met kleine diameter, ontworpen voor de juiste werking van het individuele warmwatertoevoersysteem van de privéwoning.
Verbind de warmteaccumulator met de verwarmingsketel en de communicatiebedrading van het huisverwarmingssysteem door middel van draadgaten in de externe behuizing van de unit.
Hoe het holle aggregaat werkt
Het apparaat, dat geen binnenzijde van een spoel heeft, of een geïntegreerde ketel, behoort tot de eenvoudigste soorten apparatuur en is goedkoper dan zijn meer "opgehoopte" tegenhangers. Het maakt verbinding met een of meer (afhankelijk van de behoeften van de eigenaars) bronnen van energievoorziening via de centrale communicatie, en vervolgens wordt via de aftakkingen 1½ omgeleid naar de verbruikspunten.
Er is een voorziening getroffen voor de installatie van een extra verwarmingselement dat werkt op elektrische energie. De unit biedt hoogwaardige verwarming van residentieel vastgoed, minimaliseert het risico van oververhitting van de koelvloeistof en maakt de werking van het systeem volledig veilig voor de consument.
Warmte-accumulator met een of twee spoelen
Een thermische batterij uitgerust met een of twee warmtewisselaars (spoelen) is een progressieve versie van een breed scala aan apparatuur. De bovenste spoel in de structuur is verantwoordelijk voor de selectie van thermische energie, en de onderste spoel voert een intensieve verwarming van de buffercapaciteit zelf uit.
De aanwezigheid van de warmtewisselaars in de eenheid maakt de klok om warm water te ontvangen voor huishoudelijk gebruik, naar de tank warmte aan de zonnecollector, verhitting van naburige sporen uit te voeren en optimaal efficiënt gebruik van de beschikbare warmte op enige andere geschikte volgorde.
Module met interne ketel
De warmte-accumulator met de ingebouwde boiler is een progressieve eenheid, niet alleen het accumuleren van overtollige warmte geproduceerd door de ketel, maar ook het leveren van warm water voor huishoudelijk gebruik aan de kraan. De interne boilertank is gemaakt van roestvrij staal en is uitgerust met een magnesiumanode. Het vermindert de waterhardheid en voorkomt de vorming van kalkaanslag op de wanden.
De eenheid van dit type is verbonden met verschillende energiebronnen en werkt correct met zowel open als gesloten systemen. Hij regelt het temperatuurniveau van de actieve koelvloeistof en beschermt het verwarmingssysteem tegen oververhitting van de ketel. Optimaliseert het brandstofverbruik en vermindert het aantal en de frequentie van downloads. Het is compatibel met de zonnecollectoren van alle modellen en kan als vervanging dienen voor de hydraulische pijl.
Toepassingsgebied van de warmteaccumulator
De warmteaccumulator verzamelt en slaat de energie op die door het verwarmingssysteem wordt gegenereerd en helpt dan om deze zo efficiënt mogelijk te gebruiken voor efficiënte verwarming en levering van warm water voor woonruimten.
Het werkt met verschillende soorten apparatuur, maar wordt meestal gebruikt in combinatie met zonnecollectoren, vaste brandstof en elektrische boilers.
Thermische accumulator in zonnestelsel
Zonnecollector - een modern type apparatuur waarmee u gratis zonne-energie kunt gebruiken voor de dagelijkse behoeften van uw huishouden. Maar zonder een warmteaccumulator kan de apparatuur niet goed functioneren, omdat de zonne-energie niet gelijkmatig stroomt. Dit is te wijten aan de verandering van tijd, weersomstandigheden en seizoensinvloeden.
Als het verwarmings- en watertoevoersysteem alleen wordt gevoed vanuit een enkele energiebron (de zon), kunnen de huurders op enig moment ernstige problemen hebben met de toevoer van hulpmiddelen en het verkrijgen van de gebruikelijke comfortelementen.
Vermijd deze onaangename momenten en maak het meest efficiënte gebruik van heldere, zonnige dagen want de accumulatie van energie zal de warmte-accumulator helpen. Om in het zonnestelsel te werken, gebruikt hij een hoog warmtevermogen van water, waarvan 1 liter, slechts een graad koelen, het thermische potentieel geeft voor het verwarmen van 1 kubieke meter lucht bij 4 graden.
Tijdens de piek van zonneactiviteit, als de collector verzamelt de maximale lichtopbrengst en het energieverbruik veel groter is dan de overtollige warmte accumulator accumuleert en levert ze naar het verwarmingssysteem, waarop de dataset stroming van buitenaf wordt verminderd of zelfs gestopt, bijvoorbeeld 's nachts.
Buffertank voor verwarmingsketel op vaste brandstoffen
Cycliciteit is een karakteristiek kenmerk van de ketel met vaste brandstof. In de eerste fase wordt brandhout in de vuurhaard geladen en wordt er enige tijd verwarmd. Het maximale vermogen en de hoogste temperaturen worden waargenomen op het hoogtepunt van het branden van de bladwijzer.
Daarna neemt de warmteoverdracht geleidelijk af en wanneer het hout uiteindelijk uitbrandt, stopt het proces van het genereren van bruikbare verwarmingsenergie. Volgens dit principe functioneren alle ketels, inclusief apparaten met een lange levensduur.
Het instellen van de eenheid voor het genereren van thermische energie met betrekking tot het vereiste verbruiksniveau op een bepaald moment is niet mogelijk. Deze functie is alleen beschikbaar in meer geavanceerde apparatuur, bijvoorbeeld in moderne gas- of elektrische verwarmingsketels.
Daarom, net op het moment van ontsteking en tijdens de uitvoer naar de werkelijke capaciteit, en vervolgens tijdens het koelen en de geforceerde passieve toestand van de thermische energie-apparatuur, kan het eenvoudig niet genoeg zijn om het warme water volledig te verwarmen en te verwarmen.
Maar tijdens piekbedrijf en de actieve fase van brandstofverbranding, zal de hoeveelheid vrijgekomen energie overbodig zijn en zal het meeste ervan letterlijk de buis in vliegen. Dientengevolge, zal het middel irrationeel worden besteed, en de eigenaars zullen constant nieuwe delen van brandstof in de boiler moeten laden.
Lost dit probleem op door een warmteaccumulator te installeren die op het moment van verhoogde activiteit warmte in het reservoir verzamelt. Vervolgens, wanneer het hout zal opbrandenof de ketel gaat in passieve stand, zal de buffer de verzamelde energie naar de warmtedrager, die opwarmt en begint te circuleren door het systeem, verwarmen van de kamer, het omzeilen van de gekoelde inrichting verkregen.
Reservoir voor elektrisch systeem
Elektrische verwarmingsapparatuur is een vrij dure optie, maar wordt soms ook geïnstalleerd, en in de regel in combinatie met een ketel op vaste brandstof. Dit gebeurt meestal wanneer andere bronnen van warmte om objectieve redenen niet beschikbaar zijn. Natuurlijk nemen met deze verwarmingsmethode de rekeningen voor elektriciteit aanzienlijk toe en kost thuiscomfort de eigenaars veel geld.
Om de kosten van elektriciteit te verminderen, is het raadzaam om de apparatuur maximaal te gebruiken tijdens de periode van preferentiële tarieven, dat wil zeggen 's nachts en in het weekend. Maar een dergelijke operationele modus is alleen mogelijk als er een ruime buffercapaciteit is, waar energie die tijdens de respijtperiode wordt gegenereerd, zich ophoopt, die vervolgens kan worden besteed aan verwarming en warmwatervoorziening naar woonruimten.
Energie winkel door handen
Het eenvoudigste model van een thermische batterij kan met uw eigen handen worden gemaakt uit een afgewerkte stalen buis. Als u er geen hebt, moet u meerdere vellen roestvrij staal met een dikte van minimaal 2 mm aanschaffen en een geschikte container lassen in de vorm van een verticale cilindrische tank.
Om het water in de buffer op te warmen, moet je een koperen buis met een diameter van 2-3 cm en een lengte van 8 tot 15 m nemen (afhankelijk van de grootte van de tank). Het moet in een spiraal worden gebogen en in de tank worden geplaatst.
De accumulator in dit model zal het bovenste deel van het vat zijn. Vanaf daar is het nodig om de aftakleiding te verwijderen voor de uitlaat van warm water en van onderaf hetzelfde te maken voor de koude inlaat. Elke kraan moet worden uitgerust met een kraan om de vloeistofstroom naar de opslagruimte te regelen.
In de volgende fase moet de container op lekkage worden gecontroleerd, gevuld met water of door de lasnaden met kerosine te borstelen. Als er geen lek is, kunt u doorgaan met het creëren van een opwarmlaag die ervoor zorgt dat de vloeistof in de tank zo lang mogelijk heet blijft.
Hoe de eenheid te isoleren
Om te beginnen moet het buitenoppervlak van de container zorgvuldig worden gereinigd en ontvet en vervolgens worden geprepareerd en geverfd met hittebestendige poederverf, waardoor het beschermt tegen corrosie. Wikkel het reservoir vervolgens met een warmere of rolbasische basaltwol van 6-8 mm dik en bevestig het met koorden of een gebruikelijke tape. Desgewenst bedek het oppervlak met plaatmateriaal of "wikkel" de tank in folie.
Snijd in de buitenlaag openingen voor de aftakleidingen en sluit de tank aan op de ketel en het verwarmingssysteem. De buffertank moet zijn uitgerust met een thermometer, interne druksensoren en een explosiefventiel. Met deze elementen kunt u de potentiële oververhitting van de cilinder controleren en van tijd tot tijd de overdruk ontlasten.
Het consumptieniveau van de geaccumuleerde bron
Het is onmogelijk om de vraag exact te beantwoorden hoe snel de warmte die zich in de accu heeft opgehoopt, wordt verbruikt.
Hoe lang het verwarmingssysteem werkt op de bron die in de buffertank is verzameld, hangt direct af van posities als:
- het werkelijke volume aan opslagcapaciteit;
- niveau van warmteverlies in een verwarmde ruimte;
- luchttemperatuur op straat en de huidige tijd van het jaar;
- streefwaarden van temperatuursensoren;
- de bruikbare ruimte van het huis, die moet worden verwarmd en voorzien van warm water.
De verwarming van een privéwoning met een passieve staat van het verwarmingssysteem kan worden uitgevoerd van enkele uren tot meerdere dagen. Op dit moment zal de ketel "rusten" van de belasting en zal zijn werkbron langer meegaan.
Veilige bedieningsregels
Om thuis gemaakte accumulatoren te verwarmen, stelt u speciale beveiligingsvereisten.
- Hete elementen van de tank mogen niet grenzen aan of anderszins in contact komen met ontvlambare en explosieve materialen en stoffen. Het negeren van dit item kan het ontsteken van individuele objecten en een brand in de stookruimte uitlokken.
- Een gesloten verwarmingssysteem veronderstelt een constante hoge druk van het koelmiddel dat in de circulatie circuleert. Om dit punt te waarborgen, moet het ontwerp van de tank volledig hermetisch zijn. Bovendien kunt u de bodyscanceners en het deksel van de tank verstevigen met sterke rubberen pads, bestand tegen zware bedrijfsbelastingen en hoge temperaturen.
- Als het ontwerp een extra verwarming heeft, is het noodzakelijk om zijn contacten zorgvuldig te isoleren en moet de tank worden geaard. Op deze manier is het mogelijk om een elektrische schok en een kortsluiting te voorkomen die het systeem kunnen beschadigen.
Als deze regels worden nageleefd, is de werking van de zelfgemaakte warmteaccumulator volledig veilig en geven ze de eigenaren geen problemen en gedoe.
Handige video over het onderwerp
Hoe de opslagcapaciteit van een warmte-accumulator voor een huisbrandstofketel correct te berekenen. Alle nuances en details van de benodigde berekeningen.
Hoe een thermische batterij met grote capaciteit te maken met een handig en praktisch afneembaar deksel. Stapsgewijze instructies met uitleg.
Waarom is het voordelig om warmteaccumulatoren in een huisverwarmingssysteem te gebruiken. Een duidelijk voorbeeld van kostenbesparingen met een aanzienlijke toename van het comfort in een residentieel gebouw.
Het installeren van een warmteaccumulator voor een huisverwarmingssysteem is zeer voordelig en economisch haalbaar. De aanwezigheid van dit apparaat vermindert de arbeidskosten voor het verwarmen van de ketel en stelt u in staat om een bladwijzer van de verwarmingsbron te maken, niet twee keer per dag, maar slechts één keer.
Het brandstofverbruik dat nodig is voor de juiste werking van de verwarmingsapparatuur is aanzienlijk verminderd. Het gebruik van geproduceerde warmte wordt uitgevoerd in de optimale modus en wordt niet verspild. De kosten voor verwarming en warmwatervoorziening worden verlaagd en de leefomstandigheden worden comfortabeler, comfortabeler en aangenamer.
Hoe maak je een warmteaccumulator en warm hem zelf op
Toegegeven moet worden dat de meeste burgers van de voormalige USSR niet genoeg inkomen hebben om moderne verwarmingsapparatuur aan te schaffen, dus mensen moeten op zoek naar alternatieve oplossingen. Neem op zijn minst de buffercapaciteit (het is ook een thermische batterij), een zeer nuttig ding voor huisverwarmingssystemen. Het product met een gemiddeld volume van 500 liter kost ongeveer 600-700 jaar. e., en de prijs van een 1000 liter tank is meer dan 1000 jaar. e. Als u zich met uw eigen handen opwindt en een warmteaccumulator maakt en deze dan ook zelf in het ketelhuis monteert, kunt u gemakkelijk de helft van dit bedrag halen. En onze taak is om u te vertellen over de productiemethoden.
Waar wordt de warmteaccumulator gebruikt en hoe wordt hij geregeld?
De thermische energieopslag is niets meer dan een geïsoleerde ijzertank met aansluitingen voor het aansluiten van waterverwarmingsleidingen. Het product is ontworpen om het huis te verwarmen in periodes waarin de hoofdwarmtebron (ketel) niet wordt gebruikt. Substitutie wordt in dergelijke gevallen toegepast:
- Bij het verwarmen van een woning met een oven met een watercircuit of een ketel die vaste brandstof verbrandt. De opslagtank werkt 's nachts voor verwarming, na het verbranden van hout of kolen. Hierdoor rust de huisbaas rustig en loopt niet de stookruimte in. Het is comfortabel.
- Wanneer de warmtebron een elektrische boiler is en het elektriciteitsverbruik wordt verantwoord door een meertariefmeter. Energie tegen het nachttarief is twee keer goedkoper, dus de werking overdag van het verwarmingssysteem wordt volledig verzorgd door een thermische batterij. Het is economisch.
Een belangrijk punt. De tank - een warmwaterbatterij verhoogt de efficiëntie van een verwarmingsketel op vaste brandstof. Het maximale rendement van de warmtegenerator wordt immers bereikt met een intense verbranding, die niet continu kan worden onderhouden zonder dat een buffertank overtollige warmte absorbeert. Hoe efficiënter het brandhout wordt verbrand, hoe minder hun verbruik is. Dit is van toepassing op de gasboiler, waarvan het rendement wordt verminderd in de modi van zwakke verbranding.
De opslagtank gevuld met een koelvloeistof werkt volgens een eenvoudig principe. Terwijl de verwarming van het gebouw wordt behandeld door de warmtegenerator, wordt het water in de tank verwarmd tot een maximale temperatuur van 80-90 ° C (de warmteaccumulator wordt opgeladen). Nadat de ketel is uitgeschakeld, wordt er een warme koelvloeistof uit de opslagtank aan de radiatoren geleverd, die zorgt voor verwarming van de woning gedurende een bepaalde tijd (de thermische accu is leeg). De bedrijfstijd hangt af van het volume van de tank en de temperatuur van de lucht in de straat.
Hoe werkt de warmte-accumulator?
De eenvoudigste opslagtank voor fabriekswater, weergegeven in het diagram, bestaat uit de volgende elementen:
- De hoofdtank is cilindrisch, gemaakt van koolstof of roestvrij staal;
- warmte-isolerende laagdikte 50-100 mm, afhankelijk van de gebruikte isolatie;
- buitenste laag - dun gelakt metaal of polymeer deksel;
- De aansluitnippels, ingebed in de hoofdtank;
- Dompelhulzen voor het installeren van een thermometer en een manometer.
Let op. Duurdere modellen van warmteaccumulatoren voor verwarmingssystemen worden bovendien geleverd met spoelen voor warm water en verwarming van zonnecollectoren. Een andere nuttige optie is een blok elektrische verwarmingselementen ingebouwd in de bovenste zone van de tank.
Productie van warmteopslag in de fabriek
Als u zich serieus zorgen maakt over het installeren van een warmteaccumulator in uw eigen huis, door uzelf gemaakt, dan is het om te beginnen geen kwaad om kennis te maken met de fabriekstechnologie voor het assembleren van deze producten.
Snijden op het plasma-apparaat van blanco's voor het deksel en de bodem
Herhaal het zelf in de thuiswerkplaats is niet realistisch, maar sommige trucs zul je handig vinden. Bij de onderneming de tank - een batterij heet water wordt gemaakt in de vorm van een cilinder met een halfronde bodem en een deksel in de volgende volgorde:
- Plaatdikte van 3 mm wordt aan de plasmasnijmachine toegevoerd, waar ze de onafgewerkte stukken van de eindkappen, het lichaam, het luik en de standaard ontvangen.
- Op de draaibank worden de hoofdsproeiers met een diameter van 40 of 50 mm (1,5 en 2 "draad) en dompelhulzen voor besturingsapparaten gemaakt. Er is ook een grote flens voor een revisieluik van ongeveer 20 cm, dat aan de slang is vastgelast voor inbrenging in de behuizing.
- De body blank (de zogenaamde schaal) in de vorm van een plaat met gaten onder de fittingen wordt naar de rollen geleid die deze onder een bepaalde radius buigen. Om een cilindrische container voor water te krijgen, resteert dit alleen om de uiteinden van het werkstuk te lassen.
- Van metalen platte cirkels drukt de hydraulische pers op de hemisferen.
- De volgende bewerking is lassen. De volgorde is als volgt: eerst wordt het lichaam op de stokjes gebrouwen, vervolgens worden de deksels eraan gegrepen en vervolgens worden alle naden continu aan elkaar gelast. Aan het einde, voeg de fittingen en het inspectieluik toe.
- De afgewerkte opslagtank wordt aan de standaard gelast, waarna twee controles worden uitgevoerd op doorlatendheid - lucht en hydraulisch. De laatste wordt geproduceerd door een druk van 8 bar, de test duurt 24 uur.
- De geteste tank is geverfd en geïsoleerd met basaltvezels met een dikte van minimaal 50 mm. Bovenop het product wordt geconfronteerd met dun plaatstaal met een polymeerkleur of bedekt met een dichte afdekking.
Help. Gebruik voor het verwarmen van de tankfabrikanten verschillende materialen. Warmte-accumulators "Prometheus" van de Russische productie zijn bijvoorbeeld geïsoleerd met polyurethaanschuim.
In plaats van te worden geconfronteerd, gebruiken fabrikanten vaak een speciale hoes (je kunt een kleur kiezen)
De meeste fabrieks-warmteaccumulatoren voor verwarmingssystemen zijn ontworpen voor een maximale druk van 6 bar bij een koelvloeistoftemperatuur van 90 ° C. Deze waarde is tweemaal de veiligheidsklepdrempel die is ingesteld voor de veiligheidsgroep van vaste brandstof en gasketels (limiet - 3 bar). Een gedetailleerd productieproces wordt getoond in de video:
We maken zelf een warmte-batterij
Je hebt besloten dat je niet zonder buffercapaciteit kunt en dat je het zelf wilt doen. Maak je dan klaar om 5 stadia te doorlopen:
- Berekening van het volume van de warmteaccumulator.
- Het juiste ontwerp kiezen.
- Selectie en inkoop van materialen.
- Monteren en controleren van de dichtheid.
- Installatie van de tank en aansluiting op het systeem voor waterverwarming.
Raad. Voordat u het volume van het vat gaat berekenen, moet u bedenken hoeveel ruimte in de stookruimte of andere kamer u daarvoor kunt reserveren (per oppervlakte en hoogte). Bepaal duidelijk hoe lang de waterwarmteaccumulator de inactieve boiler moet vervangen en pas daarna naar de eerste fase.
Hoe het tankvolume te berekenen
Er zijn 2 manieren om de opslagcapaciteit van een opslagtank te berekenen:
- vereenvoudigd, aangeboden door fabrikanten;
- Nauwkeurig, uitgevoerd door de formule van de warmtecapaciteit van water.
De essentie van de uitgebreide berekening is eenvoudig: voor elke kW vermogenscentrale in de tank wordt een volume toegewezen dat gelijk is aan 25 liter water. Voorbeeld: als het vermogen van de warmtegenerator 25 kW is, bedraagt de minimumcapaciteit van de warmteaccumulator 25 x 25 = 625 liter of 0,625 m³. Onthoud nu hoeveel ruimte in de ketelruimte is toegewezen aan de tank en pas het volume aan de werkelijke afmetingen aan.
Ter referentie. Degenen die zelfgemaakte warmteaccumulators willen lassen, vragen zich vaak af hoe ze het volume van een rond vat kunnen berekenen. Hier is het de moeite waard om de berekende formule van het cirkelgebied in herinnering te brengen: S = ¼πD². Vervang de diameter van de cilindrische tank erin en vermenigvuldig het resultaat met de hoogte van de container.
Nauwkeuriger afmetingen van de thermische batterij die u krijgt, als u de tweede methode gebruikt. Een vereenvoudigde berekening laat immers niet zien hoelang het berekende volume koelvloeistof onder de meest ongunstige weersomstandigheden meegaat. De voorgestelde methodiek danst alleen uit de indicatoren die u nodig hebt en is gebaseerd op de formule:
m = Q / 1.163 x Δt
- Q is de hoeveelheid warmte die moet worden verzameld in de batterij, kW;
- m is de berekende massa van het koelmiddel in de tank, ton;
- Δt - verschil in watertemperatuur aan het begin en aan het einde van de verwarming;
- 1.163 W / kg ° C is de referentie warmtecapaciteit van water.
Laten we het uitleggen met een voorbeeld. Neem een standaard huis van 100 m² met een gemiddeld warmteverbruik van 10 kW / h, waarbij de ketel 10 uur per dag niet hoeft te werken. Dan is het in een vat nodig om 10 x 10 = 100 kW energie te verzamelen. De initiële watertemperatuur in het verwarmingsnetwerk is 20 ° C, verwarming tot 90 ° C. We beschouwen de massa van de koelvloeistof:
m = 100 / 1.163 x (90 - 20) = 1,22 ton, wat ongeveer gelijk is aan 1,25 m³.
Merk op dat de thermische belasting van 10 kW ongeveer wordt genomen, in een met warmte geïsoleerd gebouw van 100 m² zal het warmteverlies minder zijn. Het tweede moment: er is zoveel warmte nodig in de koudste dagen, dat is 5 voor de hele winter. Dat wil zeggen, in dit voorbeeld is de warmte-accumulator per 1000 liter voldoende met een grote marge, en gezien de seizoensgebonden temperatuurdaling, kun je veilig binnen 750 liter blijven.
Vandaar de conclusie: in de formule is het noodzakelijk om de gemiddelde warmteconsumptie te vervangen door een koude periode gelijk aan de helft van het maximum:
m = 50 / 1.163 x (90 - 20) = 0,61 ton of 0,65 m³.
Let op. Als u het volume van het vat berekent met het gemiddelde warmteverbruik, met sterke vorst, zal dit niet genoeg zijn voor het geschatte tijdsinterval (in ons voorbeeld - 10 uur). Maar spaar geld en plaats het in de ovenruimte. Meer informatie over het uitvoeren van berekeningen wordt gepresenteerd in een van onze andere publicaties.
Over het ontwerp van capaciteiten
Om met succes een hittebron met je eigen handen te maken, zul je een verraderlijke vijand moeten verslaan - de druk uitgeoefend door de vloeistof op de wanden van het vat. Denkt u waarom de fabriekstanks cilindrisch zijn gemaakt en de bodem met het deksel halfbolvormig is? Ja, omdat een dergelijke capaciteit bestand is tegen de druk van warm water zonder extra versterking. Aan de andere kant hebben maar heel weinig mensen het technische vermogen om metaal op rollen te vormen, om nog maar te zwijgen over het tekenen van halfronde delen. We bieden de volgende manieren om het probleem op te lossen:
- Bestel een ronde binnentank bij de metaalbewerkende onderneming en werk aan de isolatie en eindinstallatie om zelfstandig te kunnen werken. Het zal nog steeds goedkoper zijn dan het kopen van een kant-en-klare warmte-accumulator.
- Neem de voltooide cilindrische tank en maak buffercapaciteit op de basis. Waar dergelijke tanks te krijgen, helpen we u in het volgende gedeelte.
- Las een rechthoekige warmteaccumulator van plaatstaal en versterk de wanden.
Belangrijk advies. Voor een gesloten verwarmingssysteem met een verwarmingsketel op vaste brandstoffen, waarbij een overdruk tot 3 bar of meer kan stijgen, wordt ten zeerste aangeraden een cilindrische warmteaccumulator te gebruiken die door de eigen handen is gemaakt.
In een open verwarmingssysteem waarin geen overmaat aan kop aanwezig is, kan een rechthoekige tank worden gebruikt. Maar vergeet de hydrostatische druk van het koelmiddel op de wanden niet en voeg de hoogte van de waterkolom van het verwarmingssysteem (aan het expansievat dat op het hoogste punt is geïnstalleerd) toe. Daarom is het belangrijk om de vlakke wanden van de zelfgemaakte warmteaccumulator te versterken, zoals hierboven getoond in de tekening met een capaciteit van 500 liter.
Een rechthoekige opslagtank, die op de juiste manier is versterkt, kan ook in een gesloten verwarmingssysteem worden gebruikt. Maar houd in gedachten: bij een nooddruksprong door oververhitting van de TT-ketel zal het reservoir met een waarschijnlijkheid van 90% stromen, hoewel u zich onder de isolatielaag misschien een klein lek zult opmerken. Hoe uitpuilende onverwachte muren van het schip wanneer gevuld met water, getoond in de video:
Ter referentie. Het is zinloos om rechtstreeks te lassen aan de wanden van stijfheid van hoeken, kanalen en ander metaal. De praktijk leert dat de hoeken van een kleine dwarsdoorsnede de druk samen met de muur buigen, en groot zijn met de tijdscheuren, beginnend vanaf de rand. Een krachtig frame buiten doen is niet voldoende, te veel materiaalverbruik. Bewaar alleen de binnenste afstandhouders, zoals afgebeeld in de tekening van een zelfgemaakte warmteaccumulator.
Tekening van de warmteaccumulator voor 500 liter - bovenaanzicht
Selectie van materialen voor de tank
U zult uw taak aanzienlijk vergemakkelijken als u een kant-en-klare cilindrische tank vindt, initieel ontworpen voor werk onder druk. Welke capaciteiten kunnen worden gebruikt:
- cilinders van propaan met verschillende capaciteit;
- ontmantelde technologische capaciteiten, bijvoorbeeld ontvangers van industriële compressoren;
- ontvangers van treinwagons;
- oude ijzeren ketels;
- interne tanks van opslagtanks voor vloeibare stikstof, gemaakt van roestvrij staal.
Let op. In extreme gevallen past een stalen buis met een geschikte diameter. Het kan worden gelast op platte deksels, die door inwendige delen moeten worden versterkt.
Om een vierkante tank te lassen, neemt u een plaatdikte van 3 mm, niet meer nodig. Verstijvingen zijn gemaakt van ronde buizen met een diameter van 15-20 mm of profielen van 20 x 20 mm. De maat van de fittingen moet worden gekozen op basis van de diameter van de uitlaatbuizen van de ketel en voor de bekleding, koop dun staal (0,3-0,5 mm) met poedercoating.
Een ander probleem is hoe een warmteaccumulator die door eigen handen is gelast te verwarmen. De beste optie is basaltwol op rollen met een dichtheid tot 60 kg / m³ en een dikte van 60-80 mm. Polymeren zoals polystyreen of geëxtrudeerd polystyreen mogen niet worden gebruikt. De reden is dat muizen die van warmte en vallen houden zich gemakkelijk onder de huid van uw opslagtank kunnen nestelen. In tegenstelling tot polymeerisolatie, basaltvezels die ze niet leuk vinden.
Bouw geen illusies over geëxtrudeerd polystyreen, knaagdieren eten het ook
Nu zullen we alternatieve versies van kant-en-klare schepen aangeven, die niet worden aanbevolen voor warmteaccumulators:
- Een geïmproviseerde tank van de eurocube. Dergelijke plastic containers zijn ontworpen voor een maximumgehalte van 70 ° C, en we hebben 90 ° C nodig.
- Warmte-accumulator uit een ijzeren vat. Contra-indicaties - dunne metalen en platte productafdekkingen. Dan om een dergelijk vat te versterken, is het gemakkelijker om een goede pijp te nemen.
Assembleren van een rechthoekige structuur
We willen meteen waarschuwen: als je middelmatig bent in het beheersen van de kunst van het lassen, bestel je best de productie van een tank aan de zijkant volgens je tekeningen. De kwaliteit en de dichtheid van de naden zijn van groot belang, bij de geringste lekkage zal de accumulerende capaciteit stromen.
Eerst wordt de tank gelast met hechtlassen en vervolgens met een doorlopende naad
Voor een goede lasser zullen er geen problemen zijn, we moeten alleen de volgorde van de bewerkingen begrijpen:
- Knip de knuppels uit het metaal en las de body zonder de bodem en het deksel op de stokken. Gebruik klemmen en een vierkant om de vellen te repareren.
- Snijd gaten in de zijwanden onder stijfheid. Steek in de geoogste buizen en las hun peuken vanaf de buitenkant.
- Pak de bodem met het deksel van de tank. Knip de gaten eruit en herhaal de operatie met de installatie van interne striae.
- Wanneer alle tegenoverliggende wanden van de container stevig met elkaar zijn verbonden, begin dan met het continu lassen van alle naden.
- Installeer de steunen van de pijpsecties op het product.
- Knip de fittingen af door van de bodem af te stappen en dek af tot minder dan 10 cm, zoals weergegeven in de tekening.
- Las de metalen beugels op de wanden, die als beugels dienen voor het bevestigen van het thermische isolatiemateriaal en de bekleding.
Tip voor het installeren van interne stutten. Om ervoor te zorgen dat de wanden van de warmteaccumulator niet bestand zijn tegen buigen van de druk en niet afbreken door lassen, laat u de uiteinden van de strekvliezen 50 mm naar buiten los. Aansluitend daarop de verstijvingen van een staalplaat of band lassen. Maak je geen zorgen over het uiterlijk, de uiteinden van de pijpen verdwijnen dan onder de voering.
Stalen beugels zijn aan de behuizing vastgelast voor het bevestigen van de isolatie en bekleding
Een paar woorden over hoe een warmte-accumulator te verwarmen. Controleer het eerst op lekken, vul het met water of smeer alle naden in met kerosine. De isolatie is eenvoudig genoeg:
- alle oppervlakken reinigen en ontvetten, een primer aanbrengen en erop schilderen om te beschermen tegen corrosie;
- verpak de tank met een verwarmer, zonder hem in te drukken, en zet hem dan vast met een koord;
- snij het tegenoverliggende metaal, maak er gaten in in de sproeiers;
- schroef de kap aan de beugels vast met schroeven.
Draai de bekledingsplaten vast, zodat ze door bevestigingsmiddelen met elkaar verbonden zijn. Hier is de vervaardiging van een zelfgemaakte warmteaccumulator voor een open verwarmingssysteem voorbij.
Installatie en aansluiting van de tank op de verwarming
Als het volume van uw warmteaccumulator groter is dan 500 liter, is het buitengewoon ongewenst om het op een betonnen vloer te plaatsen. U moet dan een afzonderlijke ondergrond plaatsen. Verwijder hiervoor de dekvloer en graaf een gat tot een dichte laag grond. Vul het dan met een gebroken steen (buty), compact en vul met vloeibare klei. Bovenkant met een gewapende betonplaat van 150 mm in de houten bekisting.
Het schema van de basis voor een batterijtank
De juiste werking van de thermische batterij is gebaseerd op de horizontale beweging van de hete en gekoelde stroom in het reservoir, wanneer de batterij is opgeladen en de verticale waterstroom tijdens de "ontlading". Om ervoor te zorgen dat aan deze voorwaarden wordt voldaan, moet u dergelijke activiteiten uitvoeren:
- een brandstofketel of een ander ketelcircuit is verbonden met een opslagtank voor water door een circulatiepomp;
- het verwarmingssysteem wordt geleverd met een warmtedrager door middel van een afzonderlijke pomp en een mengeenheid met een driewegklep, waardoor de vereiste hoeveelheid water uit de batterij kan worden gehaald;
- De pomp geïnstalleerd in het ketelcircuit mag niet slechter presteren dan de unit die het verwarmingsmedium aan de verwarmers levert.
Het standaard aansluitschema voor een warmteaccumulator met een TT-ketel wordt weergegeven in de bovenstaande afbeelding. De balansklep op de retour dient om de stroming van de warmtedrager van de temperatuur van het water bij de inlaat naar de tank en daarbuiten te regelen. Hoe goed te verbinden en configureren, zal onze expert Vladimir Sukhorukov in zijn video vertellen:
Ter referentie. Als u in de hoofdstad van de Russische Federatie of in de regio Moskou woont, kunt u persoonlijk Vladimir raadplegen op basis van de contactgegevens op zijn officiële website over de aansluiting van eventuele warmteaccumulators.
Budget accumulerende tank met cilinders
Aan die huiseigenaren die een zeer beperkte stookruimte hebben, stellen we voor om een cilindrische warmteaccumulator te maken van propaantanks.
Zelfgemaakte warmteaccumulator gecombineerd met een TT-ketel
Het ontwerp voor 100 liter, ontworpen door onze andere expert, Vitaly Dashko, is ontworpen om 3 functies uit te voeren:
- ontlaad de vaste-brandstofketel bij oververhitting, waarbij overtollige warmte wordt opgenomen;
- om water te verwarmen voor huishoudelijke behoeften;
- om de verwarming van het huis binnen 1-2 uur te voorzien in het geval van het uitschakelen van de TT-ketel.
Let op. De duur van de autonome werking van deze warmte-accumulator is laag vanwege het kleine volume. Maar hij past in elke ovenruimte en kan de warmte van de ketel verwijderen wanneer de stroom wordt onderbroken dankzij de directe aansluiting, wat erg belangrijk is voor de veiligheid.
Het ziet er dus naar uit zonder een voering een tank gemaakt van cilinders
Om een opslagtank te bouwen, hebt u nodig:
- 2 standaard propaantanks;
- ten minste 10 m van een koperen buis met een diameter van 12 mm of een gegolfde roestvrijstalen buis van dezelfde grootte;
- fittingen en beschermbuismoffen;
- isolatie - basaltwol;
- geschilderd metaal voor plateren.
Van de cilinders moet je de kleppen losschroeven en de deksels met een Bulgaar afsnijden, zonder te vergeten ze met water te vullen om de explosie van gasresten te voorkomen. De koperen buis moet voorzichtig in de spiraal rond de buis met een geschikte diameter worden gebogen. Ga dan als volgt te werk:
- Gebruik de gepresenteerde tekening om openingen in de toekomstige warmteaccumulator te boren onder aftakleidingen en thermowellbussen.
- Bevestig een aantal metalen beugels voor de installatie van de tapwater-warmtewisselaar door lassen in de cilinders.
- Plaats de cilinders op elkaar en las ze aan elkaar.
- Installeer de coiled tubing in de resulterende tank en laat de uiteinden van de buis door de gaten. Gebruik een stopbus om deze plaatsen af te dichten.
- Bevestig de bodem en het deksel.
- Knip in het deksel de fitting uit om lucht af te voeren en in de bodem - voor de aftapkraan.
- Las de beugels vast om de huid te bevestigen. Maak ze van verschillende lengtes, zodat het eindproduct een rechthoekige vorm heeft. Buig de voering in een halve cirkel ongemakkelijk en komt esthetisch niet uit.
- Maak de isolatie van de tank en schroef het deksel vast met schroeven.
De eigenaardigheid van het ontwerp van deze warmteaccumulator is dat deze rechtstreeks is aangesloten op de ketel met vaste brandstof, zonder een circulatiepomp. Daarom worden stalen buizen met een diameter van 50 mm, die onder een helling zijn gelegd, gebruikt voor het verbinden en wordt de warmtedrager door de zwaartekracht gecirculeerd. Om verwarmd water aan het verwarmingscircuit toe te voeren, wordt de pomp met een driewegmengklep na de buffertank geïnstalleerd.
conclusie
Op veel internetbronnen is er een bewering dat de vervaardiging van een warmteaccumulator door zichzelf een onbeduidende zaak is. Als je ons materiaal bestudeert, zul je je realiseren dat deze verklaringen niet overeenkomen met de werkelijkheid en in feite is de zaak nogal gecompliceerd en serieus. Je kunt niet zomaar een ton pakken en het aanpassen aan een warmtegenerator. Vandaar het advies: denk goed na over alle nuances voordat u aan het werk gaat. En zonder de kwalificatie van een lasser voor de capaciteit, werken onder druk, is het niet nodig om te ondernemen, het is beter om het te bestellen in een gespecialiseerde werkplaats.
Warmte-accumulatoren
Warmte-accumulatoren voor verwarmingssystemen
De warmteaccumulator of accumulerende (buffer) capaciteit is de apparatuur die wordt aanbevolen voor installatie in een verwarmingssysteem met een vaste-stookketel, warmtepomp, zonnebatterij, enz. Door de aanwezigheid van een warmte-accumulator in het systeem kan de energiebron op een lagere uitschakelfrequentie werken, waardoor de efficiëntie toeneemt en de levensduur wordt verlengd.
Warmte-accumulators kunnen zijn met een of meerdere (voor verschillende energiebronnen) warmtewisselaars, en ook zonder een warmtewisselaar. Bovendien kunnen ze met of zonder een SWW-circuit zijn.
De warmteaccumulator speelt de rol van een buffer en accumuleert een warmtedrager die in het systeem circuleert. De ketel verwarmt de koelvloeistof in de tank en stroomt vervolgens naar de verbruikers. Wanneer het koelmiddel in de container wordt afgekoeld, smelt de boiler opnieuw om deze te verwarmen. Dit maakt het mogelijk om de efficiëntie van de ketel op elke belasting te verhogen, omdat deze op volle capaciteit kan werken, de tank met water kan vullen en warmte aan het systeem kan geven. Tegelijkertijd beschermt de aanwezigheid van een batterij in het systeem de ketel tegen lage temperatuurcorrosie, omdat de ketel niet hoeft te werken met een lagere belasting, zelfs in het warme seizoen.
Het water in de tank wordt gedelamineerd afhankelijk van de temperatuur: lagen met hogere temperaturen staan bovenaan, met laag - onderaan.
Het is deze fysieke wet die wordt gebruikt in bufferopslag.
Hoe scherper de grens van de lagen is, hoe sneller het mogelijk is om de warmteaccumulator te gebruiken en water vanaf de top te nemen.
Bovendien, de aanwezigheid van hulpstukken op verschillende niveaus van de tank zonder een spoel, stelt u in staat om water van verschillende temperaturen te nemen, als er een dergelijke behoefte is.
De warmte-accumulator, samen met de Laddomat thermo-mengeenheid, verandert elke vaste brandstof in een lang-brandende ketel. Door de ophoping van warmte in de batterij kunt u de ketel niet zo vaak laten smelten als wanneer deze rechtstreeks op het verwarmingssysteem is aangesloten.
Daarnaast creëert Laddomat in de accu een scherpe grens tussen koud en warm water, laadt deze op de optimale snelheid, wat de efficiëntie van de warmteaccumulator verhoogt.
Aldus creëert de installatie van een warmteaccumulator met Laddomat in het verwarmingssysteem optimale omstandigheden voor de werking van de ketel, waardoor de efficiëntie en levensduur wordt verhoogd, en ook de verwarmingskosten worden verlaagd.
Buffertank voor verwarmingsketel op vaste brandstoffen
Vaak wordt een boiler met vaste brandstof de enige optie die serieus kan worden beschouwd als de belangrijkste bron van thermische energie voor het verwarmen van een huis. De standaardsituatie voor veel kleine nederzettingen en voorstedelijke nederzettingen - de gasleidingen hebben nog niet elke consument bereikt, of de ligging direct aan het huis is beladen met ondraaglijke kosten. Elektrische verwarming, vanwege de hoge kosten van elektriciteit, wordt als niet rendabel beschouwd. Maar de lokale omstandigheden worden gekenmerkt door ruime beschikbaarheid en lage prijzen van brandhout of kolen. De oplossing ontstaat vanzelf...
Buffertank voor verwarmingsketel op vaste brandstoffen
Maar hier is het probleem: het werk van de vaste uitrusting behelst altijd een zekere cyclische - een piek productie van warmte-energie, zelfs in grote hoeveelheden, tijdens de elementaire fase van de verbranding van de brandstof tabs, met een geleidelijke afname tot bijna nul tijdens perioden van inactiviteit. Voortdurend vullen brandstof in de ketel is lastig om verschillende redenen, is niet rendabel, en in vele modellen - en op technisch onmogelijk. Is het mogelijk om de verwarming efficiëntie van het systeem heeft geen last van deze ernstige niet-uniformiteit van de energie-input om de verbranding periode van brandstof tabbladen om overtollige warmte, die dan nuttig toe te passen en niet kan zijn voorraad "gooien de schoorsteen?" Ja, het is heel goed mogelijk - een soortgelijk probleem met succes lost de buffertank voor vaste brandstof ketels.
Het belangrijkste doel van de buffertank
De buffertank (die ook vaak een warmteaccumulator wordt genoemd) is ontworpen om de opgewekte warmte-energie op te slaan voor zijn verder rationeel gebruik voor verwarming en warm water. Het kan niet alleen met apparatuur met vaste brandstof worden gebruikt - we zullen drie meest karakteristieke diverse voorbeelden beschouwen.
- De meest gebruikte optie is een bundel "brandstofketel - buffertank". Over het werk van een dergelijk paar dat hierboven al werd genoemd, maar nu - een beetje meer.
Het werk van huishoudelijke vaste brandstof ketelapparatuur wordt altijd gekenmerkt door een uitgesproken cycliciteit
Dus, de primaire fase - de ketel is geladen met brandhout. Met hun ontsteking wordt het maximale vermogen niet onmiddellijk, maar geleidelijk bereikt. Op het hoogtepunt van de verbranding van de brandstofbelasting worden de hoogste temperaturen waargenomen. Dan volgt het stadium van geleidelijke vermindering van warmteoverdracht en bij volledige verbranding van een bladwijzer stopt het proces van ontwikkeling van thermische energie volledig. Dit is typerend voor alle ketels, inclusief - en langdurige verbranding, en het verschil is alleen in de lengte van de perioden (behalve voor apparaten met automatische toevoer van korrelvormige brandstof).
Dergelijke exacte aanpassingen van de opwekking van warmte-energie, zoals deze wordt gerealiseerd in elektrische en moderne gasboilers, met verwijzing naar het noodzakelijke huidige niveau van het verbruik, kan niet worden bereikt. Daarom, tijdens de ontstekingsperiode, de output naar het nominale vermogen, en vervolgens de koeling, en nog meer - de gedwongen stilstandtijd van de ketelapparatuur, kan de warmte-energie voor de normale werking van het verwarmingssysteem kort zijn. Maar in de piekfase van de verbranding - het is duidelijk overbodig en een groot deel ervan vliegt letterlijk 'in de pijp'. Dientengevolge, onnodig brandstofverbruik, samen met de noodzaak om frequente downloads uit te voeren.
- Elektrische verwarming is een dure optie, en toch worden dergelijke ketels geplaatst, en vaak - in combinatie met vaste brandstof. Maar tezelfdertijd is het natuurlijk winstgevender om dit principe van het ontvangen van warmte-energie te gebruiken tijdens de periode van preferentiële tarieven - nacht of zondag.
De warmteaccumulator biedt de mogelijkheid maximaal de nachtelijke voorkeurstarieven voor elektriciteit voor verwarming te gebruiken
Er ontstaat een oplossing - om de elektrische apparatuur zoveel mogelijk op te nemen in uren van de minimale kosten van een kilowatt, en vervolgens de gedurende de dag opgewekte energie te gebruiken.
- Geleidelijk stoppen zonnecollectoren met "exotisch" te zijn. Deze gratis (behalve de initiële investering in apparatuur), de bron van thermische energie is in staat, zo niet volledig aan de behoeften ervan te voldoen, dan op zijn minst een belangrijke bijdrage te leveren aan de algemene "spaarpot".
Het gebruik van zonnecollectoren voor verwarming zal ook alleen effectief zijn als er accumulerende capaciteit is.
Het is overbodig om te zeggen dat de toevoer van zonne-energie uiterst ongelijk is, omdat het zowel van het tijdstip van de dag afhangt als van de huidige weersomstandigheden. Het is onmogelijk om alleen op een dergelijke warmtebron te vertrouwen, maar om het potentieel van heldere zonnige dagen maximaal te benutten - het is mogelijk en noodzakelijk.
Alle hierboven besproken voorbeelden verenigen duidelijk één ding - de noodzaak om thermische energie te accumuleren tijdens zijn maximale output voor later rationeel gebruik in die fase van het verwarmingssysteem, wanneer er minimale of geen warmte-inbreng is. Het is deze rol die buffers (warmteaccumulatoren) vervullen.
Het principe van hun werk is ongecompliceerd: de hoge warmtecapaciteit van water wordt als het eerste "punt" beschouwd. Als we de thermische prestaties materialen, is het mogelijk te verzekeren dat slechts één liter water een graad afkoelen gaf een warmtecapaciteit voldoende om kubieke meter lucht warmtebehandeling bij 4 graden. Indien dus de periode van piekproductie energie om de bepaalde hoeveelheid water ingesloten in de vaste isolatie zenden, dat deze "charge" worden volstaan verwarmen gedurende een bepaalde tijd, wanneer de energiestroom vanaf de buitenkant vanwege verschillende redenen ophoudt.
Overweeg de regeling:
Algemeen schema van de buffercapaciteit (warmte-accumulator)
Dus de buffercapaciteit of warmteaccumulator (in het schema - TA) is een sterke, goed thermisch geïsoleerde afgedichte tank met een verticaal ontwerp, meestal met een cilindrische vorm. Meerdere paren mondstukken worden in de houder gestoken: in de eenvoudigste, bijvoorbeeld een geval - twee paar. Een ervan is verbonden met het "kleine circuit" - met de vaste brandstofketel (KT), de tweede - met het verwarmingscircuit (OK), verdund in de ruimten van het gebouw. Elk circuit is onafhankelijk en heeft een eigen koelmiddelcirculatiesysteem.
- De eerste fase van de werking - de ketel wordt geladen en gestart. De zuigcirculatiepomp van dit "kleine circuit" (HKT) zorgt ervoor dat de warmtedrager door de warmtewisselaar van de ketel wordt gepompt. In dit geval wordt de toevoer naar de ketel gemaakt vanuit het onderste gedeelte van de warmteaccumulator en wordt het verwarmde koelmiddel naar het bovenste gedeelte geleid. Met dit werkingsschema wordt verticaal mengen van de warmtedrager slecht tot uitdrukking gebracht - vanwege het aanzienlijke verschil in de dichtheid van het hete en koelere vloeibare medium. Met andere woorden, de geleidelijke vulling van het volledige volume buffercapaciteit met warm water zal meer uitgesproken zijn.
Het blijkt dat de energie van de brandstof niet wordt verspild en niet wordt vrijgegeven in de atmosfeer (behalve de onvermijdelijke verliezen, die worden gekenmerkt door de efficiëntie van het paspoort van de apparatuur). De thermische energie die wordt gegenereerd door het verbranden van de brandstoftabiel is cumulatief overgebracht en kan door de effectieve thermische isolatie van de warmteaccumulator lang genoeg worden bewaard (de rekening gaat vaak niet uren, maar zelfs dagenlang).
- De tweede fase - de brandstofafzetting is volledig uitgebrand, er is geen instroom van warmte-energie. Maar het verwarmingssysteem stopt hier niet mee. Eigen circulatiesysteem met een pomp (Knock) maakt het pompen van het koelmiddel door apparaten voor warmtewisseling (radiatoren) mogelijk. Tegelijkertijd is de toevoerleiding in het bovenste deel van de buffertank aangesloten, dat wil zeggen dat het verwarmde water wordt afgenomen en dat het koelere water van onderaf op de retour komt. Nogmaals, er is geen intensieve mix, vanwege het verschil in dichtheid. De warmteaccumulator geeft geleidelijk zijn "warmtelading" af, waarbij hij van onderaf afkoelt.
Cycles in het voorbeeld weergegeven afstand, maar in de praktijk uiteraard bij de werkwijze volgens de boiler oven Equi energie radiatoren. De buffercapaciteit, zodat accumuleert overmaat momenteel opgeëiste warmte. Als u de optimale warmte-opslag, goed geïnstalleerd te kiezen en geconfigureerd het gehele verwarmingssysteem, worden de warmteverliezen tot een minimum beperkt, het energiepotentieel van de verbruikte in volle brandstoftank, en ten tijde van de verbranding van brandhout elke bladwijzer eigenaren hebben de beschikking over een volledig "geladen" cumulatieve warmtebron.
In het geval van een elektrische boiler is het systeem zo ingericht dat het tijdens de respijtperiode maximaal "belast" met warmte en het dan overdag gebruikt.
Verschillende ontwerpen van buffercapaciteiten en circuits van hun verbinding
Laten we in dit gedeelte van de publicatie de ontwerpkenmerken van de belangrijkste typen buffercapaciteiten bekijken (deze kunnen aanzienlijk variëren).
Basisontwerptypen warmteaccumulatoren
Principes van aansluiting van buffertanks
Nu, in overeenstemming met de beschouwde functies van het apparaat, is het mogelijk om vertrouwd te raken met de meest typische schema's van verbinding van buffercapaciteiten.
Waarschijnlijk begrijpt iedereen dat de schema's in een zeer vereenvoudigde vorm worden gepresenteerd, alleen voor een visuele demonstratie van het werkbeginsel. In de praktijk, het verwarmingssysteem, aan kolen gestookte ketel, verbonden met andere energiebronnen die in hun samenstelling een buffertank kan een zeer ingewikkelde vertakte "organisme" met geautomatiseerde controle en aanpassing modi systeem. Het ontwerpen en installeren van dergelijke systemen is het lot van zeer professionele specialisten.
Als voorbeeld kunnen we het schema van de volgende hardware-vulling weergeven:
Multivalent schema van verwarming en levering van warm tapwater
1 - de belangrijkste warmtebron met hoge temperatuur - verwarmingsketel op vaste brandstoffen.
2 - een extra ketel, elektrisch, gelanceerd gedurende de periode van bevoorrechte tarieven voor elektriciteit zoals vereist.
3 - een speciale mengeenheid is geïnstalleerd in het hoofdketelcircuit, waardoor deze snel wordt verwarmd, zonder het negatieve effect van "koude retour".
4 - extra warmtebron - zonnestation met zonnecollector. Bij constant helder weer kan het gemakkelijk de belangrijkste warmtebron worden.
5 - buffertank (warmte-accumulator), die alle bronnen van thermische energie en verwarmingscircuits verbindt tot een enkel systeem.
6 - traditioneel verwarmingscircuit - hoge temperatuur, met radiatoren of convectoren, met een kwantitatieve aanpassing van het verwarmingsniveau.
7 - lage temperatuur verwarming: water "warme vloer" met een eigen mengunit en hoogwaardige aanpassing van de koelvloeistoftemperatuur.
8 - heetwatercircuit, stromingstype, met geforceerde circulatie en mengeenheid - om de gewenste watertemperatuur in de warmwaterleidingen te handhaven.
Overigens kan een extra bron van thermische energie direct in de buffertank zelf worden geplaatst. Praktijk is de installatie in hen van elektrische kachels, die, gebonden aan de apparatuur van de thermostatische besturing, alleen worden ingeschakeld als dat nodig is. Soms laat zo'n maatregel nog een keer toe om te doen zonder de ketel te smelten - de verwarmers vullen het huidige warmtetekort aan.
Flanged-type inbouwkachel met eigen thermostaat - perfect voor extra installatie in de buffertank
U kunt deze kachel zelf kopen - in speciaal ontworpen modellen voor dergelijke doeleinden is het flens- of koppelingssysteem aangepast aan de aansluitingen van warmteaccumulators. Sommige kachels zijn bovendien al uitgerust met hun eigen thermostaatregelaar, dat wil zeggen dat ze geen extra aansluiting op externe temperatuursensoren vereisen. Ze schakelen zichzelf in wanneer de temperatuur in de buffertank onder de ingestelde minimumlimiet komt.
Laten we samenvatten: wat zijn de voor- en nadelen van het gebruik van buffercapaciteiten?
Op de voor de hand liggende "plussen" van autonome verwarmingssystemen met vaste brandstof met warmteopslag kan het volgende worden toegeschreven:
- Het energiepotentieel van vaste brandstof wordt zoveel mogelijk gebruikt. Dienovereenkomstig neemt de efficiëntie van de ketelapparatuur aanzienlijk toe.
- De werking van het systeem zal veel minder menselijke tussenkomst vereisen - van het verminderen van het aantal boilerbrandstofbelastingen tot het uitbreiden van de automatiseringsmogelijkheden voor het besturen van de bedrijfsmodi van verschillende verwarmingscircuits.
- De ketel met vaste brandstof zelf krijgt een betrouwbare bescherming tegen oververhitting.
- Het werk van het systeem wordt vloeiender en voorspelbaarder, er wordt een gedifferentieerde benadering van de verwarming van verschillende kamers geboden.
- Er zijn voldoende mogelijkheden voor modernisering van het systeem, waaronder - met de lancering van extra bronnen van thermische energie, zonder de oude te ontmantelen.
- In de meeste gevallen is ook het probleem van de warmwatervoorziening thuis opgelost.
Nadelen zijn heel eigenaardig, en ze moeten ook een idee hebben:
- Het verwarmingssysteem, uitgerust met een buffercapaciteit, wordt gekenmerkt door een zeer grote traagheid. Dit betekent dat vanaf het moment van de primaire ontsteking van de ketel en vóór het bereiken van de nominale bedrijfsmodus, dit vrij veel tijd zal vergen. Het is onwaarschijnlijk dat dit wordt gerechtvaardigd in een landhuis, dat in de winter alleen in het weekend wordt bezocht - in dergelijke situaties is snelle verwarming vereist.
- Warmte-accumulatoren zijn omvangrijk en zwaar (vooral in een met water gevulde toestand). Ze vereisen voldoende ruimte en een goed voorbereide, betrouwbare basis. En - vlakbij de ketelverwarming. Niet in elk ketelhuis is het mogelijk. Daarbij komt nog - de moeilijkheid bij aflevering door lossen, en vrij vaak ook, met de drift van capaciteit naar de kamer (deze komt mogelijk niet door de deur). Met dit alles moet van tevoren rekening worden gehouden.
- De nadelen zijn een zeer hoge prijs van dergelijke apparaten, die soms zelfs hoger is dan de kosten van de ketel. Deze "minus" verlicht echter het verwachte besparingseffect van een rationeler brandstofverbruik.
- Warmte accumulator volledig openbaar maken van hun positieve eigenschappen alleen als het paspoort kolengestookte ketel (of de totale capaciteit van andere warmtebronnen) is ten minste twee keer zo hoog als de geschatte waarde die nodig is voor een efficiënte verwarming van woningen. Anders wordt de aankoop van buffercapaciteit als niet rendabel beschouwd.
En hoe bereken je de benodigde warmteafgifte voor het verwarmen van het huis?
Zulke warmtetechnische berekeningen moeten noodzakelijkerwijs worden uitgevoerd bij de aankoop van een ketel en bij het plannen van de installatie van radiatoren. U kunt de berekeningen zelf uitvoeren - als u het algoritme gebruikt dat wordt beschreven in de publicatie van ons portaal dat is gewijd aan de berekening van de verwarming op basis van het terrein. Daar vindt u een handige rekenmachine.
Hoe de keuze van buffercapaciteit benaderen?
Basiscriteria voor het kiezen van een warmteaccumulator
Bij het kiezen van een warmteaccumulator moet rekening worden gehouden met een aantal nuances met betrekking tot zowel het ontwerp van het apparaat zelf als de kenmerken van de installatie.
- Allereerst hangt de "thermische lading" van de buffercapaciteit rechtstreeks af van de capaciteit ervan. De totale hoeveelheid water moet zodanig zijn dat niemand kilowatt energie "niet buitenspel gezet wordt", zodat alle overtollige warmte zich ophoopt in de batterij. Het volume wordt berekend door een speciaal algoritme, en hieronder in het artikel zal aandacht worden besteed aan dit probleem.
- Belangrijk is de toelaatbare druk waarbij de capaciteit wordt berekend. Deze indicator mag niet lager zijn dan de druk in een van de verwarmingscircuits.
- Beide bovenstaande parameters leggen hun stempel op de afmetingen en het gewicht van de buffercapaciteit. Voor warmteaccumulators die zijn ontworpen voor hoge drukken, worden meestal containers met toroïdale boven- en onderafdekkingen gebruikt. Als het apparaat wordt gekocht voor een reeds bestaand verwarmingssysteem, moet u onmiddellijk nadenken over de vraag hoe het in de stookruimte wordt geplaatst - het kan nodig zijn om de deuren te verwijderen of zelfs uit te vouwen. Bij het schatten van de massa van het product moet rekening worden gehouden met het gewicht van het water wanneer de container volledig is gevuld. Soms is het voor een buffertank zelfs nodig om het platform te versterken (een kelderplaat toevoegen).
Bij het kiezen van een buffercapaciteit moet rekening worden gehouden met een aantal nuances - van volume en materiaal van fabricage tot afmetingen en de mogelijkheid van plaatsing in een geplande ruimte
- Afhankelijk van het gekozen verbindingsschema en de taken die aan de warmteaccumulator zijn toegewezen, wordt een model met het vereiste aantal warmtewisselaars of zonder dat geselecteerd.
- Een belangrijk criterium is het materiaal voor het vervaardigen van de interne capaciteit van de warmteaccumulator. Kies bij voorkeur voor roestvrij staal - het is betrouwbaarder en duurzamer, maar vanuit het oogpunt van kosten lijken koolstofstalen tanks met een speciale coating, die corrosie voorkomt, rendabeler.
- De belangrijkste voorwaarde voor de efficiëntie van de buffertank is een hoogwaardige thermische isolatie.
- Maak uzelf vertrouwd met de mogelijkheid om verbinding te maken met de geselecteerde pijpleidingen van de warmteaccumulator, aanvullende TEN's, instrumentatie en veiligheidsvoorzieningen voor gebruik. In dit geval moet rekening worden gehouden met het feit dat gelaste verbindingen volledig zijn uitgesloten - alleen koppelingen met flenzen of schroefdraad zijn toegestaan.
- In de directe nabijheid van de warmteaccumulator (in sommige modellen - direct op de tank) is een veiligheidsgroep geïnstalleerd - een manometer en een veiligheidsklep. Controleer het paspoort van het product - als ze niet zijn opgenomen in het fabriekspakket, moeten ze apart worden gekocht.
- Als je een buffertank koopt, moet je denken aan het feit dat het wenselijk is om onmiddellijk stopkranen en apparaten te installeren voor visuele controle van het temperatuurniveau op alle gebruikte spuitkoppen (bij voorkeur ook druk). Als deze elementen niet zijn opgenomen in de levering van de warmteaccumulator, moet u ze onmiddellijk afzonderlijk aanschaffen, maar wel op een manier die exact overeenkomt met het model dat u kiest.
- Bij alle ingangen van de buffertank wordt de installatie van slibfilters aanbevolen.
- Sommige modellen zijn uitgerust met een automatische ontluchter. Als het niet bestaat, moet u het kopen voor installatie in een speciaal ontworpen aansluiting aan de bovenkant van het apparaat of in de bovenste tak van de container.
Denk aan de regel: het maken van eigen "verbeteringen" in het ontwerp van de buffercapaciteit - is ten strengste verboden, omdat het rechtstreeks verband houdt met de problemen van het waarborgen van de algemene veiligheid van het leven in het huis.
Hoe de vereiste capaciteit van de warmteaccumulator berekenen?
In het geval dat het verwarmingssysteem "van de grond af" is gemaakt, is het altijd beter om de berekeningen toe te vertrouwen aan ervaren specialisten. Er zijn echter situaties waarin u zelf een beroep moet doen op enkele berekeningen. Een ketel met vaste brandstof (of elektrische) is bijvoorbeeld al in gebruik in het gebouw, maar voor een efficiëntere werking van het systeem hebben de eigenaars besloten om een buffercapaciteit aan te schaffen. Wat is het minimumbedrag hiervoor?
- De berekening is gebaseerd op de formule voor de hoeveelheid thermische energie die nodig is om een bepaalde massa materie met een bepaald aantal graden te verwarmen:
Q = m × s × Δt
Q - de benodigde hoeveelheid warmte;
m is de massa van de substantie
c is zijn soortelijke warmte
Δt is het temperatuurverschil.
- In ons geval hebben we te maken met water, dus de tabelwaarde van de warmtecapaciteit van het materiaal is bekend
c = 4,19 kJ / kg x ° C = 1,164 W x h / kg x ° C en = 1,16 kW / m³ x ° C.
Converteer de uitdrukking om de massawaarde te krijgen:
m = Q / (s × Δt)
- Omdat warmteverliezen in elk geval onvermijdelijk zijn, houden we ook rekening met de efficiëntie van de ketel k (volgens zijn paspoort):
m = Q / (k × s × Δt).
- Het lijkt erop dat alles? Nee, omdat tijdens het opwarmen van de ketel een deel van de energie niet zal accumuleren, maar direct zal worden gebruikt voor verwarming en het zich niet hoeft op te hopen. Daarom is het noodzakelijk om de waarde te berekenen die het verschil toont tussen de warmte die door de ketel wordt geproduceerd en het stroomverbruik.
De paspoortmacht van de ketel aan de eigenaars is bekend (het is noodzakelijk om te tellen, op basis van het maximum). Als de ketel al is geëxploiteerd, zijn de eigenaren zeker bekend met de "holen", dat wil zeggen de tijd dat de brandstofbladwijzer volledig is uitgebrand (dit kan een periode van ketelactiviteit worden genoemd).
Over de berekening van de benodigde hoeveelheid warmte voor het verwarmen van het huis - hierboven vermeld: na het volgen van de aanbevolen referentie, zal de lezer in staat zijn om het onafhankelijk uit te voeren.
Daarom wordt de bepaling van de resthoeveelheid warmte die moet worden opgeslagen in de buffercapaciteit omgezet in een eenvoudige rekenkundige bewerking.
- En nu moet het nog met Δt worden bepaald. En dit is niets meer dan een verschil in temperatuur in de toevoerleidingen en de retourstroom naar de ketel. De vereiste waarden kunnen worden verkregen met de gebruikelijke experimentele methode - om de temperatuurmetingen uit te voeren onder normale, steady-state werking van het verwarmingssysteem.
Met de beschikbaarheid van alle initiële gegevens is het eenvoudig om een definitieve berekening te maken. Het is waar dat de waarde wordt verkregen in kilogrammen, maar waarschijnlijk wordt het voor water geen grote vergissing om het om te zetten in volume-eenheden, gebaseerd op een geschatte dichtheid van 1 kg = 1 dm³.
De berekeningsprocedure voor een elektrische boiler is hetzelfde. Het enige verschil is dat de periode van activiteit van de apparatuur hier natuurlijk niet de burn-outtijd is van de brandstofbladwijzer, maar de duur van het nachtelijke voorkeurstarief, zeg 6 uur, van 00.00 tot 6.00 uur.
Veel mensen zijn bang van fysieke en wiskundige formules, dwingen hen om hun onafhankelijke berekeningen te verlaten. Geen probleem - hieronder is een handige rekenmachine waarin alle genoemde relaties al zijn vastgelegd en die snel en nauwkeurig zullen worden berekend.
Calculator die het minimaal vereiste volume van de buffertank voor de ketel berekent
Er moet worden begrepen dat het resulterende volume buffercapaciteit minimaal is. Dat wil zeggen dat het bij het kiezen van een geschikt model alleen als een gids beschouwd moet worden, als een soort grens, waar je niet overheen kunt stappen.
Een kort overzicht van modellen van warmteaccumulators voor verwarmingsketels op vaste brandstoffen
Voor de volledigheid kunnen we een kort overzicht geven van de modellen van warmteaccumulators van bekende fabrikanten die de hoge kwaliteit van hun producten garanderen: