Своими руками аккумулятор тепла: буферная емкость для котла, тепловой аккумулятор

Содержание

Тепловой аккумулятор для отопления своими руками, схема подключения аккумулятора тепла

Во время обогрева дома нередко случается, что в дневное время суток есть возможность вырабатывать тепло с излишком, а в ночное его не хватает. Бывает и прямо противоположная ситуация, при которой выгоднее пользоваться отоплением ночью. Подобные моменты поможет сгладить тепловой аккумулятор для отопления. Но надо знать, как его правильно подобрать, установить и подключить к системе. Подробную информацию по этой теме вы сможете почерпнуть из данной статьи.

Когда нужен аккумулятор тепла

Этот нехитрый элемент отопительной системы в виде утепленного резервуара с водой рекомендуется устанавливать в таких случаях:

для максимально эффективной работы твердотопливного котла;
совместно с электрическим генератором тепла, функционирующим по сниженному ночному тарифу.

Для справки. Также существуют водяные аккумуляторы тепла для теплиц, применяемые для сохранения солнечной энергии, полученной в течение дня.

Эксплуатация котлов на твердом топливе имеет свои особенности. Теплогенератор действует с высоким КПД только при работе на максимальных режимах, если перекрывать ему воздух для понижения температуры в топке, то и эффективность работы тоже снижается. Немало забот домовладельцу доставляет и периодичность топки, дрова прогорели – надо загружать новые, делать это среди ночи крайне неудобно. Выход прост: нужен бак-аккумулятор, накапливающий сгенерированное ранее тепло для использования его после прогорания дров в топливнике.

Противоположная ситуация возникает с котлом электрическим, подключенным к сети через многотарифный счетчик. Чтобы сэкономить, нужно получить максимум тепла ночью, когда тариф низкий, а днем электроэнергию не использовать. И здесь тепловой аккумулятор в системе отопления позволит организовать оптимальный график работы источника тепла, выдавая в систему горячую воду, пока теплогенератор бездействует.

Важно. Для совместной работы с тепловым аккумулятором котел должен иметь не менее чем полуторный запас по тепловой мощности. Иначе он не сможет одновременно прогревать воду в отопительной системе и накопительной емкости.

Похожая ситуация с излишками тепла возникает в теплицах, в дневное время их даже проветривают. С целью накопления солнечной энергии для использования ночью можно использовать простейший аккумулятор тепла Лежебока для обогрева грунта. Это черный полимерный рукав, наполненный водой и проложенный прямо по грядке, он не дает грунту остывать в ночное время. Для поглощения большего количества тепла внутри теплицы размещают бочки с водой, окрашенные в черный цвет.

Расчет теплового аккумулятора

Емкость для накопления тепловой энергии можно как приобрести в готовом виде, так и сделать самостоятельно. Но возникает закономерный вопрос: а какой вместительности должен быть резервуар? Ведь маленький бак не даст должного эффекта, а слишком большой влетит в копеечку. Ответ на этот вопрос поможет найти расчет теплового аккумулятора, но сначала надо определить исходные параметры для вычислений:

тепловые потери дома или его квадратура;
длительность бездействия основного источника тепла.

Определим вместительность аккумулирующей емкости на примере стандартного дома площадью 100 м2, для обогрева которого требуется количество тепла в размере 10 кВт. Предположим, что чистое время простоя котла составляет 6 часов, средняя температура теплоносителя в системе – 60 °С. По логике, в промежуток времени, пока отопительный агрегат бездействует, аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт каждый час, всего выходит 10 х 6 = 60 кВт. Это количество энергии, что следует накопить.

Поскольку температура в баке должна быть как можно выше, для вычислений примем значение 90 °С, на большее бытовые котлы все равно неспособны. Потребная емкость теплового аккумулятора, выраженная в массе воды, рассчитывается так:

m = Q / 0.0012 Δt

В этой формуле:

Q – количество накапливаемой тепловой энергии, у нас это 60 кВт;
0.0012 кВт / кг ºС – это удельная теплоемкость воды, в более привычных единицах измерения – 4.187 кДж / кг ºС;
Δt – разница между максимальной температурой теплоносителя в резервуаре и отопительной системе, ºС.

Итак, водяной аккумулятор должен вмещать 60 / 0.0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, по объему это примерно 1.7 м3. Но тут есть один момент: расчет производится при самой низкой температуре на улице, что бывает нечасто, исключая северные регионы. Кроме того, по истечении 6 часов вода в баке остынет только до 60 ºС, значит, при отсутствии холодов аккумулятор можно «разряжать» и дальше, пока температура не упадет до 40 ºС. Отсюда вывод: для дома площадью 100 м2 хватит накопительной емкости объемом 1.5 м3, если котел будет бездействовать 6 часов.

Схема подключения

После установки резервуара на место надо его правильно присоединить к сети трубопроводов. Наиболее популярна стандартная схема подключения теплового аккумулятора, показанная на рисунке:

Для ее реализации понадобится 2 циркуляционных насоса и столько же трехходовых клапанов. Насосы обеспечивают циркуляцию в раздельных контурах, а клапаны – необходимую температуру. В котловом контуре она не должна опускаться ниже 55 ºС, дабы избежать появления конденсата в твердотопливном котле, этим и занимается клапан в левой части схемы.

Теплоноситель в трубопроводах отопления нагревается в зависимости от потребности в тепле, а потому подключение теплового аккумулятора с другой стороны осуществляется также через смесительный узел. Клапан может управлять температурой воды в автоматическом режиме, ориентируясь на датчик или с помощью терморегулятора. Одна из схем системы отопления с аккумулятором тепла (буферной емкостью) представлена на видео.

Заключение

Емкость, аккумулирующая тепло, может заметно облегчить жизнь владельцам твердотопливных котлов. Им не придется беспокоиться о загрузке топлива в ночное время, а это большой плюс. Да и сам теплогенератор станет работать в экономичном режиме, развивая наибольший КПД. Что касается котлов электрических, то тут выгода при установке накопителя очевидна.

Аккумулятор тепла для системы отопления своими руками

Далеко не у всех владельцев загородных домов есть возможность использования природного газа для отопления своего жилья. В результате они вынуждены искать другие варианты. В последние годы все более популярными становятся твердотопливные котлы. При использовании теплоаккумуляторов значительно повышается безопасность, эффективность оборудования. Совершенно неудивительно, почему у людей возникает желание изготовить аккумулятор тепла для системы отопления своими руками.

Основные преимущества теплоаккумулятора

Востребованность и распространенность теплоаккумуляторов во многом связана с их неоспоримыми преимуществами в виде:
• Значительной экономии энергоресурсов.

Удается максимально эффективно использовать выработанное тепло, что существенно повышает КПД отопительной системы.
• Надежной защиты от перегрева. Вам больше не придется постоянно следить за работой системы и контролировать ее, а главное – удастся реже загружать твердое топливо.
• Плавной и легкой работе всей системы в целом. А все благодаря обеспечению стабильно установленного нагрева, который практически не отклоняется от оптимальных значений.
• Возможности подключать альтернативные источники энергии. Если все грамотно организовать, можно будет неплохо сэкономить.
• Возможности решения проблемы горячего водоснабжения жилья.

Несмотря на то, что теплоаккумулятор одновременно выполняет сразу несколько функций, сама эта конструкция является достаточно простой и может быть изготовлена самостоятельно. Вам нужно лишь знать, как сделать аккумулятор тепла для системы отопления своими руками.

Как самостоятельно изготовить аккумулятор тепла для системы отопления?

Прежде чем приступить к сбору вышеописанного агрегата, позаботьтесь о наличии:
• Бака.

Что касается объема, здесь нет строгих требований, но рекомендуется выбирать изделия не менее 250 литров.
• Теплоизоляционного материала. Неплохим вариантом станет минвата.
• Клейкой ленты.
• Медных трубок (из них будет создаваться змеевик).
• Железной бочки, которая будет использоваться для сбора теплонакопителя.

Сначала нужно провести подготовительные материалы. Если бочка старая, стоит позаботиться о ее очистке и избавления от следов ржавчины. Затем берем теплоизоляционный материал и накладываем его на внешние стенки. Как уже говорилось ранее, можно сделать выбор в пользу минеральной ваты. После этого используем скотч для обмотки бочки. Будет достаточно 2-3 слоев.

Теперь нужно окутать бак с помощью фольгированной пленки. Чтобы хорошо зафиксировать материал, можно воспользоваться клейкой лентой. Если есть возможность, для обшивки дополнительно используйте листовый металл.
Далее приступаем к изготовлению змеевика, который будет использоваться для транспортирования теплоносителя.

Для этой цели подойдет медная трубка. Необходимо согнуть ее в спираль и поместить во внутреннюю часть бака. На финальном этапе останется выполнить соединение змеевика с котлом.
Затем нужно сделать патрубки в боковых станках изделия. Один патрубок будет использоваться для поступления в бак холодной воды, а второй для выхода горячей. Патрубки дополняем кранами, позволяющими быстро перекрыть воду. Теперь осталось монтировать тепловой накопитель и подключить его.

Таким образом, процесс изготовления теплоаккумулятора займет не более нескольких дней, после чего вы сможете лично убедиться в его неоспоримых преимуществах и повысить эффективность работы котла.

Ученый-ракетчик на пенсии строит солнечную тепловую энергию своими руками менее чем за 1000 долларов он инженер-разработчик самолетов

на пенсии , но Гэри Рейса построил свою собственную самодельную очень простую солнечную систему горячего водоснабжения , которая является функциональным и тепловым эквивалентом коммерческих систем, стоящих в 6 или 7 раз дороже!

Эта простая конструкция выдержала зимы в Монтане с температурами до минус 30 градусов по Фаренгейту без малейшего намека на проблему, обеспечивая при этом необычайно высокие Солнечная доля 94% (75% характерно для промышленных систем солнечного горячего водоснабжения . )

Детали:

Тот же принцип, что и для коммерческого солнечного горячего водоснабжения

Поступающая холодная вода с улицы проходит через большой трубчатый змеевик погружается в накопительный бак и нагревается горячей водой из накопительного бака, прежде чем она попадет в существующий накопительный бак, что обеспечивает резервный нагрев при необходимости.

Теплообменник

В системе используется уникальный теплообменник, состоящий из большого трубчатого змеевика, погруженного в резервуар для хранения тепла. Трубчатый змеевик предварительно нагревает воду, направляемую в ваш обычный водонагреватель. Горячей воды, хранящейся прямо в погружном змеевике, достаточно, чтобы поддерживать 15-минутный душ — после того, как горячая вода в змеевике выработана, змеевик действует как обычный теплообменник, забирая тепло из резервуара для хранения тепла.

Дополнительный коллектор

Он использует большую площадь коллектора и хранилища, чем коммерческие системы. Это должно улучшить зимние характеристики и привести к более высокой круглогодичной солнечной доле. Поскольку вы строите коллектор и резервуар, затраты на дополнительные материалы и усилия, необходимые для увеличения размера этих элементов, минимальны. Резервуар обеспечивает большую вместимость, чем обычно, для большего облачного дневного запаса и большей тепловой инерции.

Крутой наклон

Коллекторы расположены под таким крутым углом, чтобы улучшить зимние характеристики и уменьшить перегрев летом. (Иногда коммерческие солнечные тепловые системы устанавливаются на крышах под любым углом. Это нехорошо, поскольку обычно это означает, что они получают слишком много летнего солнца (рискуя застоя) и слишком мало зимнего солнца)

Прочная стандартная конструкция

Помимо необходимости замены стандартного контроллера, он не требует обслуживания. Аккумулятор тепла — это просто большой резервуар, выстланный пленкой для пруда. Контроллер, который включает насос, когда коллектор горячее, чем вода в накопительном баке, является стандартным элементом.

А если; как ученый-ракетчик на пенсии — у вас есть несколько широких открытых пространств, вы можете даже построить свой собственный гигантский солнечный сарай с горячей водой, как у него. Этот контейнер бака для горячей воды полностью посвящен тому, чтобы сделать усадьбу поджаренной:

Просто следуйте удивительно щедро подробным инструкциям для этих элегантных простых технических солнечных проектов DIY Гэри Рейсы.

Чтобы внести свой вклад в то, чтобы вывести США на устойчивый путь к будущему с нулевым выбросом углерода , ознакомьтесь с другими его солнечными проектами DIY по адресу Build It Solar

Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Вдумчивое инвестирование в бум электромобилей и чистых технологий Mineral Boom

Я не люблю платный доступ. Вам не нравится платный доступ. Кто любит платный доступ? Здесь, в CleanTechnica, мы на какое-то время внедрили ограниченный платный доступ, но он всегда казался неправильным — и всегда было сложно решить, что мы должны оставить там. Теоретически ваш самый эксклюзивный и лучший контент находится за платным доступом. Но тогда его читает меньше людей! Нам просто не нравится платный доступ, поэтому мы решили отказаться от своего.

К сожалению, медийный бизнес по-прежнему остается жестоким и беспощадным бизнесом с крошечной маржой. Оставаться над водой или, возможно, — вздох — расти — это бесконечная олимпийская задача. Так …

Если вам нравится то, что мы делаем, и вы хотите поддержать нас, пожалуйста, вносите небольшую сумму ежемесячно через PayPal или Patreon, чтобы помочь нашей команде делать то, что мы делаем! Спасибо!

В этой статье:солнечная

пишет в CleanTechnica, CSP-Today и Renewable Energy World. Она также была опубликована в Wind Energy Update, Solar Plaza, Earthtechling PV-Insider и GreenProphet, Ecoseed, NRDC OnEarth, MatterNetwork, Celsius, EnergyNow и Scientific American. Как бывший серийный предприниматель в области дизайна продуктов, Сьюзен предлагает точку зрения новатора на создание цивилизации с ограниченными выбросами углерода: если необходимость — мать изобретения, решение проблемы изменения климата — мать всех потребностей! Как любитель истории и научной фантастики, она любит вести хронику странного будущего, которое мы создаем в эти интересные времена. Подписывайтесь на Сьюзен в Твиттере @dotcommodity.

Типы домашних систем отопления (Руководство на 2023 год)

Узнайте о распространенных типах систем отопления, чтобы решить, какая из них подходит для вашего дома.

Отзывы от команды This Old House Reviews Team 17.02.2023 14:15

Все системы отопления поддерживают комфортную температуру в вашем доме, но есть несколько вариантов на выбор. Каждый тип системы отопления имеет свои преимущества и ограничения, и некоторые из них могут быть лучше для определенных домов и регионов, чем другие.

Мы в группе обзора этого старого дома сравнили семь распространенных типов систем отопления, чтобы помочь вам выбрать лучший вариант для вашего дома.

1. Печь

Печи являются одним из наиболее распространенных типов систем отопления в США. Печь с принудительной подачей воздуха обогревает дом за счет сжигания топлива — природного газа, пропана, нефти или электричества — для нагрева металлического теплообменника. Тепло передается окружающему воздуху, и вентилятор разгоняет нагретый воздух по всему дому через воздуховоды и вентиляционные отверстия.

2. Бойлер

Традиционные бойлеры, радиаторы и плинтусные обогреватели представляют собой системы лучистого или водяного отопления. Они нагревают воду в центральном бойлере, используя природный газ, пропан, мазут или электричество. Нагретая вода или пар проходит через сеть труб к радиаторам или плинтусным обогревателям по всему дому. Когда вода внутри радиатора нагревается, воздух нагревается за счет процесса, называемого конвекцией. Горячий воздух циркулирует по комнате, вытесняя холодный воздух.

Когда тепло уходит из воды, оно снова возвращается в котел. Это продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура.

3. Тепловой насос

Существует три основных типа тепловых насосов: воздух-воздух, водяной и геотермальный. Тепловые насосы используют электричество и хладагент для сбора тепла из воздуха, воды или земли (в зависимости от типа) и доставки его в ваш дом. Летом тепловые насосы работают наоборот, отводя тепло из дома.

В холодные месяцы тепловой насос собирает воздух снаружи и продувает или перекачивает его через поверхность теплообмена, вызывая испарение жидкого хладагента. Этот газ поступает в компрессор, который увеличивает давление и вызывает повышение его температуры. Затем нагретый газ проходит по внутренней поверхности теплообменника. Вентилятор направляет тепло либо непосредственно в комнату от внутреннего блока, либо через воздуховод для обогрева дома.

Тепловые насосы работают с воздуховодами или как мини-сплит-системы без воздуховодов. В то время как некоторые тепловые насосы работают независимо, другим может потребоваться дополнительная система отопления в более холодном климате.

4. Внутреннее лучистое отопление

Внутреннее лучистое отопление — как электрическое, так и водяное — использует тепловое излучение и электромагнитные волны для обогрева вашего дома. Электрические провода или наполненные водой трубы прокладываются под полом и обогревают помещение, нагревая непосредственно пол, а не воздух. Водяной теплый пол использует систему котлов и различные источники топлива, такие как природный газ, нефть, древесина, солнечная энергия или их комбинация.

Этот эффект называется лучистой теплопередачей, то же самое вы чувствуете, когда нагреваете руки над горячей духовкой или выходите на улицу, чтобы ощутить на своей коже теплое солнце.

5. Отопление дровами

Если вам нравится собирать и складывать дрова, рассмотрите возможность сжигания дров для отопления дома. Это делается с помощью наружной дровяной печи или котла, дровяной печи или печи на пеллетах или каменного обогревателя. Древесина, как правило, дешевле, чем другие источники топлива, и вы можете сэкономить еще больше, нарубив дров самостоятельно.

Из-за загрязняющих веществ, связанных с сжиганием древесины, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) ввело правила, ограничивающие выбросы дыма от дровяных комнатных обогревателей. В результате теперь доступна улучшенная технология дровяных обогревателей. Например, в пеллетных печах в качестве топлива используются спрессованные пеллеты, изготовленные из дерева или другого органического материала, и они, как правило, имеют чистое горение и более эффективны, чем дровяные печи.

6. Активное солнечное отопление

Активное солнечное отопление использует солнечную энергию для нагрева жидкости или воздуха, а затем передает солнечное тепло непосредственно в дом или в хранилище для последующего использования. Если солнечной энергии недостаточно для обогрева дома, дополнительную помощь может оказать резервная система отопления дома. Жидкостные системы часто используются, когда есть система накопления солнечного тепла. Тем не менее, как жидкостные, так и воздушные активные солнечные системы отопления могут дополнять системы с принудительной подачей воздуха.

7. Гибридное отопление

Гибридная система отопления сочетает в себе электрический тепловой насос и газовую печь. Эта комбинация обеспечивает максимальную экономию энергии и производительность системы. Тепловой насос обогревает дом при умеренной наружной температуре. Вы можете запрограммировать свой термостат на автоматическое переключение на газовую печь, когда температура опускается ниже 40 градусов по Фаренгейту.

Как обслуживать вашу систему отопления

Большинство проблем, которые могут повлиять на вашу систему отопления, остаются незамеченными до тех пор, пока не станет слишком поздно — и всегда в самый неподходящий момент. Профилактическое обслуживание позволяет решать потенциальные проблемы до того, как они перерастут в более серьезные проблемы.