Расчет теплоаккумулятора для отопления. Расчет буферной емкости

Расчет теплоаккумулятора для отопления. Расчет буферной емкости

Основной критерий, по которому выбирается буферная емкость для твердотопливного котла, — это ее объем, определяемый расчетом. Его величина зависит от таких факторов:

• тепловая нагрузка на отопительную систему частного дома;
• мощность котла отопления;
• предполагаемая длительность работы без помощи источника тепла.

Перед тем как рассчитать вместительность теплоаккумулятора, нужно прояснить все перечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, что потребляет система в течение зимнего периода. Максимальную мощность принимать для расчета не следует, это приведет к увеличению размеров бака, а значит, и к повышению стоимости изделия. Лучше несколько дней в году претерпеть неудобства и загружать топку чаще, нежели платить сумасшедшую цену за большой теплоаккумулятор, который будет использоваться нерационально. Да и места он займет слишком много.

Мнение эксперта. Для обеспечения тепловой энергией дома площадью 200 м² достаточно буферной емкости, вмещающей 1 т теплоносителя, а это объем 1 м³. Утверждение верно для средней полосы Российской Федерации, в более южных или северных регионах расклад будет другим.

Невозможна нормальная работа системы отопления с теплоаккумулятором, когда источник тепла имеет малый запас по мощности. В этом случае «зарядить» батарею полностью не удастся никогда, поскольку теплогенератор должен одновременно обогревать дом и загружать емкость. Помните, что подбор твердотопливного котла для обвязки с теплоаккумулятором предполагает двукратный запас по тепловой мощности.

Алгоритм расчета предлагается изучить на примере дома площадью 200 м² при длительности простоя котла 8 часов. Предполагается, что вода в баке нагреется до 90 °С, а в процессе работы отопления остынет до 40 °С. Для обогрева такой площади в наиболее холодное время понадобится 20 кВт теплоты, а среднее ее потребление составит около 10 кВт/ч. Значит, батарея должна накопить 10 кВт/ч х 8 ч = 80 кВт энергии. Дальше расчет объема теплоаккумулятора для твердотопливного котла ведется через формулу теплоемкости воды:

m = Q / 1.163 х Δt, где:

• Q – расчетное количество тепловой энергии, которое надо накопить, Вт;
• m – масса воды в резервуаре, кг;
• Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя в баке, равна 90 – 40 = 50 °С;
• 163 Вт/кг °С или 4.187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

Для рассматриваемого примера масса воды в теплоаккумуляторе составит:

m = 80000 / 1.163 х 50 = 1375 кг или 1.4 м³.

Как видите, в результате вычислений размеры буферной емкости выходят больше, чем рекомендует эксперт. Причина проста: для расчета были взяты неточные исходные данные. На практике, особенно когда дом хорошо утеплен, средний расход теплоты на площадь 200 м² будет меньше, чем 10 кВт/ч. Отсюда вывод: чтобы правильно рассчитать размеры теплоаккумулятора для твердотопливного котла, необходимо использовать более точные исходные данные по потреблению тепла.

Для справки. Существует и укрупненный способ расчета, согласно которому на каждый кВт тепловой мощности котла приходится 25 л объема теплоаккумулятора.

Теплоаккумулятор своими руками. Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

• тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
• время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

• Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
• с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
• Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Расчет теплоаккумулятора для отопления дома калькулятор. Объем буферного бака аккумулятора

Давайте разберемся в том, какой объём теплоаккумулятора должен быть. Есть расхожие мнения, которые основываются на расчете исходя из:

• площади помещения;
• мощности котла.

Давайте разберемся с каждым из них. Если отталкиваться от площади помещения, то точных рекомендаций быть не может . Так как есть много факторов, влияющих на время автономной работы системы без котла, основной из которых – это теплопотери помещения. Чем лучше утеплен дом, тем дольше буферная емкость сможет обеспечивать жилье теплом.

Конечно, чем больше резервуар, тем лучше, но чтобы нагреть большее количество теплоносителя понадобиться больше мощности нагревателя. Расчет мощности котла делается исходя из отапливаемой площади. Один киловатт прогревает десять метров. Можно поставить и пятитонный резервуар, только если котел не потянет такие объёмы, смысла никакого в установке такого большого теплоаккумулятора не будет. Значит, нужно вносить коррективы в расчет мощности самого котла.

Получается, что, возможно, правильнее делать расчет исходя из мощности котла. Возьмём для примера все тот же дом 200 м кв. Приблизительный расчет объёма буферной емкости следующий – один киловатт энергии прогревает 25 литров теплоносителя. То есть если стоит нагреватель мощностью 20 Вт, то объём ТА должен быть около 500 литров, чего явно недостаточно для такого жилья.

По итогам расчетов можно сделать вывод, что если вы собрались ставить теплоаккумулятор, то нужно учитывать это при подборе мощности котла и брать не один, а два киловатта на десять метров отапливаемой площади. Только тогда система будет сбалансированная. Объём ТА также влияет и на расчет вместительности экспанзомата. Экспанзомат – это расширительный бак, который компенсирует тепловое расширение теплоносителя. Чтобы посчитать его объём нужно взять общий объём теплоносителя в контуре, включая вместительность буферной емкости, и поделить на десять.

Циркуляционный насос для отопления, какой лучше выбрать. Рейтинг ТОП 7 лучших циркуляционных насосов для систем отопления: какой выбрать, отзывы, цены

Частные дома с центральным отоплением оснащены циркуляционными насосами, благодаря которым удается равномерно и быстро прогреть теплоноситель в разных частях дома, при этом экономя тепловую энергию.

Основная цель данного прибора – перемещение жидкости в замкнутом контуре, работает оно от электрической сети, так что будет эффективно работать лишь при наличии тока напряжением 220 Ватт. Сегодняшний рейтинг 7 лучших моделей данных приборов поможет вам определить своего фаворита и совершить удачную покупку.

Виды

Видов циркуляционных насосов всего два, отличаются они своей конструкцией, а именно типом роторов: сухим и мокрым.

• Сухой ротор отличается высоким уровнем КПД (от 80%) при регулярном обслуживании, имеют достаточно небольшой срок службы (всего 3-5 лет), во время работы издают сильный шум.
• Модели с мокрым ротором не отличаются слишком высоким КПД, он не превышает 50%, однако, в постоянном обслуживании не нуждаются. К тому же такие приборы обладают неплохим сроком службы (10 лет) и практически бесшумны. Какой вариант лучше – решать только вам.

Плюсы и минусы

Как и любой другой прибор, циркуляционные насосы имеют свои плюсы и минусы.

• Игнорирование небольших огрехов системы отопления наподобие зауженных участков или наличия контруклонов.
• Более высокая скорость обогрева: система разгоняется в течение нескольких минут и постоянно циркулирует теплоноситель, за счет чего помещение прогревается значительно быстрее.
• Надежность и стабильная работа – рабочего ресурса таких водяных насосов хватает на долгие годы.
• Простота эксплуатации.
• Повышенная производительность системы отопления.

• Повышение расхода электроэнергии.
• Прибор может перестать работать в связи с отключением электричества. В частности, в сильные морозы подобный сбой в работе может привести к серьезным последствиям. Поэтому настоятельно рекомендуем приобретать также генератор.
• дополнительные затраты на монтаж и модернизацию устройства.

Рейтинг ТОП 7 лучших циркуляционных насосов

Мы выделили такие лучшие модели:

• Grundfos UPS 25-40 180;
• ВИХРЬ ЦН-25-6;
• Джилекс «Циркуль» 25/40;
• Grundfos ALPHA2 25-40 180;
• WCP 25-80G;
• DAB EVOTRON 40/180;
• DAB A 110/180 XT.

Рассмотрим их более подробно ниже.

Grundfos UPS 25-40 180

Grundfos – известный датский бренд, считающийся одним из лидеров на рынке оборудования сантехники. Данный прибор, несмотря на то, что потребляет всего 45 Вт, выдает отличный максимальный напор (4 метра) и производительность (2.93 м³/ч). Помимо этого, насос обладает асинхронным переключателем и электромотором. Работает как в вертикальном, так и горизонтальном положении.

Стоимость: от 5190 до 11211 р.

насос для системы отопления Grundfos UPS 25-40 180

• хороший уровень производительности – 2.93 куб.м в час;
• универсальный прибор;
• встроенный асинхронный электродвигатель;
• удобный и простой монтаж;
• экономичность – потребляет всего 45 Вт.

• устаревшая модель прибора.

Скажу честно, первое время долго искал что-то более дешевое, хотелось найти модель, которая будет иметь отменные характеристики и низкую стоимость. Но это оказалось невыполнимой задачей. Решил взять аппарат от лидера на рынке сантех товаров Grundfos. Основную задачу насос выполняет отменно, жалоб никаких нет, так что рекомендую к покупке.

ВИХРЬ ЦН-25-6

Неплохой циркуляционный насос, поглощающий достаточно много электроэнергии (90 Вт), тем не менее создающий оптимальную высоту подъема (6 м) и обладающий хорошей производительностью (3 куб.метра в час). Из явных достоинств – прочный чугунный корпус и наличие соединительных гаек в комплектации прибора.

насос для системы отопления ВИХРЬ ЦН-25-6

• прочный и надежный корпус из чугуна;
• в комплекте есть соединительные гайки;
• долговечность;
• встроенный регулятор скорости.

• немаленький вес (3.5 кг).

Поставил насос в автосервисе: работает с печью на отработанном масле. Эффективно функционирует даже во время очень сильных морозов при минимальной мощности – как по мне, прекрасный результат за такие деньги.

Джилекс «Циркуль» 25/40

Насос, заслуживающий похвалу за прочный чугунный корпус, отличные технические параметры и оптимальное соотношение цены и качества. Видимо, именно поэтому Джилекс «Циркуль» 25/40 пользуется огромным спросом среди покупателей. Диапазон температуры прибора – от +10 до +110 градусов.

Стоимость: от 2466 до 4600 р.

насос для системы отопления Джилекс «Циркуль» 25/40

• с помощью переключателя можно регулировать мощность прибора (есть 3 скорости);
• простой и удобный монтаж благодаря накидным гайкам, входящим в комплект;
• небольшой уровень шума – всего 65 дБ;
• отсутствует кабель;
• первое время в процессе нагрева ощущается запах краски.

Достаточно недорогой насос, которым я пользуюсь уже 2 года. Прогревает дом очень быстро, буквально за 40 минут полностью. Так что деньги, потраченные на покупку, вполне отбивает. Практически не шумит.

Видео правильный объем теплоаккумулятора частые ошибки при расчете