Fűtési rendszerek hőakkumulátorokkal

A cikk tartalma

• Mi az a hőtároló eszköz?
• Mit ad a hőtároló telepítése?
• A puffertartály kiválasztási kritériumai
• A hőtároló kiszámítása
• A telepítés és a működés jellemzői

Van mód arra, hogy a szilárd tüzelésű kazán használata kényelmesebbé váljon a kényelemhez, amelyet a földgázfűtés nyújt. A hőtároló nemcsak csökkenti a gyújtás gyakoriságát, hanem jelentős megtakarítást eredményez az elektromos fűtésben egy multi-tarifális fizetési rendszer segítségével.

Mi az a hőtároló eszköz?

A hőenergia megőrzésének feladata a világ energiaszektorának egyik legsürgetőbb problémája. Mindenekelőtt annak megoldására van szükség a napenergia-átalakító rendszerek működésének optimalizálásához, ám ugyanolyan probléma merül fel a hétköznapi háztartásokban is. A vidéki házak néhány tulajdonosát nem vonzza a tűzoltó gondolat, míg azokat, akik fűtést használnak fűtésre, elsősorban a költségcsökkentés érinti..

Ezeket a feladatokat úgy lehet megoldani, hogy beépítünk egy hőakkumulátort, amely felmelegíti az energiát a fűtés aktív működése közben, majd hosszabb ideig átviszi a rendszerbe. A félreértések elkerülése érdekében azonnal meg kell jegyezni, hogy a hőtároló készülékek kétféleek:

1. Elektromos fűtőberendezésekbe beépített magnezit hőtárolók.
2. Puffertartályok vízzel – a legnagyobb hőkapacitású természetes anyag.

Az első típusú hőtárolás már körülbelül fél évszázaddal ezelőtt ismert és helyettesíti az elektromos konvektorokat, ahol releváns a villamos energia többszintű fizetése. A magnezit héj tárolt hője 8-12 órát képes kibocsátani, nappali fűtéssel a házat áramfogyasztás nélkül. Az ilyen hőakkumulátorok fő hátránya az, hogy pontosan kell kiszámítani a hőkapacitást minden helyiségre, figyelembe véve az épületszerkezetek tehetetlenségét, a hőveszteséget és a légmennyiséget. A számítások hibái az éghajlati rendszer megsértéséhez vezetnek, következésképpen az ilyen típusú hőakkumulátorok abszolút céltalanságához..

A puffer tartály egy hidraulikus fűtési rendszerbe integrált víztartály. A puffer hűtőfolyadék melegítése közvetlenül végrehajtható – az ilyen tartályokat egyáramúnak vagy hőcserélőnek nevezzük, vagyis a különböző körökben lévő hűtőfolyadékok egymástól vannak elkülönítve. A vízgyűjtő multifunkcionálissága lehetővé teszi annak egyidejű hőátadását tranziens módokban és az éjszakai tarifa-időszak energiatárolására. Az orosz fogyasztók számára ez a típusú hőakkumulátorok a legérdekesebbek, és részletesen foglalkozunk velük..

Mit ad a hőtároló telepítése?

A hőtároló nem minősíthető költségvetési fűtőrendszer-frissítésnek. Az átlagos költség 120-140 ezer rubeltől kezdődik. és elérheti a félmilliót, és a megadott ártartomány releváns azoknak a rendszereknek a szempontjából, amelyek hőt szolgáltatnak a házaknak, legfeljebb 150 m². Természetes kérdés merül fel: mi indokolja egy ilyen drága berendezés vásárlását??

A hőtároló eszköz telepítésének megvalósíthatóságának megértéséhez jól meg kell értenie annak működésének sajátosságait. Először is érdemes emlékezni arra, hogy a földgáz, fűtőolaj, vagyis az automatikus tüzelőanyag-ellátással működő kazán mellett nem ad kézzelfogható előnyöket. Érdemes hőkamerát telepíteni akár elektromos, akár szilárd tüzelőanyag-egységekkel, kézi terheléssel, valamint a napkollektorokkal együtt. Ebben a sorrendben számos előnyt lehet megkülönböztetni:

1. A szilárd tüzelésű kazán üzemeltetési kényelmének javítása – a gyújtások száma napi egyre csökkenthető, és ez igaz a szezonon kívüli időszakra és a leghidegebb ötnapos időszakra is..
2. Nagyobb megtakarítás: maximális teljesítmény mellett a szilárd tüzelésű kazán nem veszíti el a hőt az égéstermékekkel együtt. Az alacsony hőmérsékleten folyó víz folyamatosan kering a tekercsben, hatékonyan elnyeli a generált energiát.
3. A kazán élettartamának meghosszabbítása a túlmelegedés elleni védelem miatt. Aktív lángégetés módjában a hőcserélő állandóan száraz marad – kondenzátum hiánya miatt a füstcsatornák kátrányszennyeződése jelentősen lelassul, és kizárt a sav-tekercs fémére gyakorolt ​​hatás, amikor a füst nedvességgel érintkezik..
4. Ha a rendszert napkollektor hajtja meg, akkor a hőtároló elengedhetetlen, mert ennek köszönhetően nemcsak napközben, hanem éjszaka is melegíthető a lakható térfogat..
5. A hőakkumulátor tervezési jellemzői megkönnyítik a melegvíz-rendszer megvalósítását, beleértve a keringetést is.

A puffertartály kiválasztási kritériumai

Mint már említettük, az azonos kapacitású hőtároló készülékek ártartománya nagyon magas. A helyes választáshoz tudnia kell, mi határozza meg a berendezések minőségét és tartósságát. A tartálytest anyaga elsődleges fontosságú:

• A szénacél alkalmazható olyan rendszerekben, amelyek nem rendelkeznek rendszeres vízminőséggel, ami azt jelenti, hogy a fém alkatrészeket nem szabad folyamatosan kitéve az oldott oxigénnek.
• A rozsdamentes acélnak korróziógátló tulajdonságai vannak, egy ilyen tartály teljesen képtelen iszapképződést okozni a rendszerben, és a hőtárolás legfejlettebb típusának tekintik, de drágább, mint mások..
• Fém tok polimer bevonattal – ebben az esetben a tartály alapanyagának korrózióállósága nem kritikus, mivel a védőhéj garantálja a folyadék tisztaságát. Vigyáznia kell azonban: néhány polimer vegyület speciális hőhordozóval reagálhat, emellett a fémhéj vastagságának elég nagynak kell lennie, hogy ellenálljon a mechanikai igénybevételnek..

A hőakkumulátorok tervei: 1 – áramkörök közvetlen csatlakoztatása; 2 – egy hőcserélővel; 3 – két hőcserélővel

A teljes egészében műanyag puffertartályokat nem szabad komolyan venni. Az ilyen tárolóeszközök nem képesek ellenállni a melegítéskor kiszélesedő folyadék terhelésének, ráadásul magas hőmérsékleten sok polimer anyag elveszíti tulajdonságait..

Nemcsak az anyag fontos, hanem az eset szerkezeti jellemzői is. Tehát a legjobb megoldás egy hengeres forma, egy darabból lepecsételt gömb alakú aljjal. Az importált berendezéseket többek között a hegesztés magasabb minősége jellemzi, és a termékek forgalomba hozatala előtt megnövekedett hidraulikus nyomással tesztelik. A berendezés komplexitása szintén szerepet játszik: a legegyszerűbb akkumulátorokat közvetlenül a rendszer tartalmazza, de ha a fűtéshez speciális hőhordozót használnak, akkor a hőátadást a következő módon hajtják végre: kazánkör – tárolás – fűtőkör hőcserélőkön keresztül. Ebben az esetben a vízfagyás elleni védelmet a tárolótartályban egy elektromos fűtőberendezés bevezetésével valósítják meg, amely alapjáratban fenntartja a pozitív vízhőmérsékletet. Az energiafogyasztás elhanyagolható a puffer tartály folyamatos hőszigetelésének köszönhetően.

További árnyalat a hőszigetelés típusa és minősége, amely közvetlenül befolyásolja a költségeket is. A költségvetési modellek ásványgyapotból és habosított polisztirolból készült burkolatban vannak elrendezve – a tartósság és a tűzbiztonság szempontjából nem a legideálisabb anyagok. A fejlettebb modellek poliuretán hab hőszigeteléssel rendelkeznek, a legdrágább pedig poliizocianurátból készül. Ezek az anyagok jobban megtartják a hőt, mint mások; hajtásuk működési körülményei között évtizedekig, vagy akár több száz évig szolgálnak, miközben nem jelentenek veszélyt a tűz kialakulására..

A következő választható kiegészítések befolyásolhatják a hőtároló eszköz költségét:

• Merev héj az esztétika javítására és a hőszigetelés védelmére a mechanikai károsodásoktól.
• Elektromos fűtőelem vagy elágazó cső jelenléte a telepítéshez.
• További csapok a melegvíz-tekercsből vagy további hőcserélők.
• Beépített hőmérők, nyomásmérők, kapszulák az elektronikus érzékelők beszereléséhez.

A hőtároló kiszámítása

Valójában a hőtároló egyetlen paramétere, amelyet meg kell határozni a fűtőrendszerbe való megfelelő integrációhoz, a kapacitása. A számítást egy egyszerű séma szerint hajtják végre: meghatározzák azt az időtartamot, amelyre a rendszer kényelmetlen értékre hűl energiaellátás hiányában. Önnek meg kell osztania a kívánt autonóm üzemidőt ezzel az értékkel, majd a kapott együtthatót alkalmaznia kell a fűtési rendszer saját kapacitására..

Például, ha 100 liter rendszermennyiséggel hűtés következik be egy órán belül, és 12 órán keresztül hőt igényel egy meggyújtás, akkor a hőhordozó teljes mennyiségének 1,2 tonnának kell lennie, az előírt pufferkapacitás 1100 liter. Ugyanakkor figyelembe kell venni a rendszer növekvő hőveszteségét, amely a legtöbb költségvetési tárolási lehetőségnél sem haladja meg a 10% -ot..

Hozzávetőleges képlet a hőtároló térfogatának megválasztására:

m = (Ptt) / (cTt)

Ahol: m– hangerő
P– kazánteljesítmény, W
?– kazán hatékonysága, 0,98%
t– melegítési idő, h
c– a víz fajlagos hőkapacitása, Wc / kg K
?T– hőmérsékleti delta, K

Elektromos fűtőegységről történő üzemeltetéskor a puffertartály kapacitását a kazánteljesítmény és a létesítmény megengedett elektromos csatlakozási teljesítményének megfelelően kell kiszámítani. Ismerve a víz melegítéséhez szükséges energiamennyiséget egy adott hőmérsékleti különbséggel, meg kell választani egy ilyen mennyiséget, hogy a puffertartály az alacsony tarifa alatt teljesen felmelegszik. Például ahhoz, hogy egy liter vizet 80 ° C delta-val melegítsen, 93 W / h villamos energiára van szükség az egységnyi hatékonysággal, miközben a melegítés időtartama körülbelül három perc. Annak érdekében, hogy ne zavarja a képletek bonyolultságát, használhat egy kényelmes online számológépet.

A rendszer méretének másik aspektusa a kazán teljesítményével kapcsolatos. Körülbelül kétszer olyan magasnak kell lennie, mint egy hőtároló nélküli rendszer esetén. Először is, ez lehetővé teszi az üzemanyag-töltés növelését és nagy teljesítményű üzemmódban történő tüzelését, ami azt jelenti, hogy a rendszer fűtésekor ritkábban kell dobnia tűzifát. Másodszor, a kazánteljesítmény növekedésével a hőcserélő felülete növekszik, illetve az a hő, amelyet nem abszorbeál, kevesebb lesz.

A telepítés és a működés jellemzői

A tárolótartály csővezetékrendszere nem függ a közbenső hőcserélők jelenlététől és számától. Hőakkumulátor csatlakoztatásakor szokásos elválasztani a kazán és a hűtőköröket. Mindegyikhez háromutas szelepet kell beszerelni:

• Keverőszelep szükséges a kazán körén, hogy a kazán ne működjön kondenzációs üzemmódban, miközben a hőtárolóban lévő teljes vízmennyiség melegszik. A forró víz keverése a betáplálástól a kazán visszatéréséig lehetővé teszi a hőcserélő hőmérsékletének olyan szinten tartását, amelyen a korom nem lesz megnedvesítve.
• A hűtőkörön lévő szabályozószelep lehetővé teszi a fűtőberendezésekhez jutó víz hőmérsékletének szabályozását. Először is, ez lehetővé teszi az akkumulátor élettartamának meghosszabbítását, emellett lehetővé válik műszaki csövekkel vagy padlófűtéssel ellátott rendszerek hőmérsékleti korlátozásainak betartása további műszaki eszközök nélkül..

Hőakkumulátorral rendelkező szilárd tüzelésű kazánok csatlakozási diagramja: 1 – szilárd tüzelésű kazánok; 2 – termosztát; 3 – biztonsági csoport; 4 – légleválasztó; 5 – cirkulációs szivattyú; 6 – visszacsapó szelep; 7 – puffer tartály (hőtároló); 8 – háromutas szelep; 9 – automatizálás; 10 – fűtőkör; 11 – felületre szerelt hőmérséklet-érzékelő; 12 – tágulási tartály; 13 – száraz futásérzékelő; 14 – pótlószelep

Hőakkumulátor felszerelésekor két különálló szivattyúkkal ellátott kényszerkeringési kör alakul ki. Ugyanakkor a kazán indítása után a lehető leghamarabb forró vizet juttatnak a fűtőberendezésekhez, mivel a hűtőfolyadékot a tartály felső részéből veszik, ahol a legmagasabb hőmérsékleten folyadék szorpálódik. Fontos, hogy ne engedjük szivattyúk telepítését az elágazás után a szelepek elkészítéséhez, hogy ha teljesen bezáródnak, akkor a rendszer keringése ne álljon le. Ugyanakkor nincs különbség abban, hogy a szivattyút az ellátó vagy visszatérő ágra szerelik-e be, nincs.

Amikor szilárd tüzelésű kazánt puffertartállyal üzemeltetnek, akkor tilos kondenzációs üzemmódban működni. Hőakkumulátor nélküli rendszerekben szokás korlátozni az oxigénellátást, így meghosszabbíthatja a könyvjelző égési idejét. Ha egy puffer tartály van jelen fűtési üzemmódban, a kazán folyamatosan lángégetési üzemmódban működik, ami lehetséges a hűtőfolyadék jelentős térfogatának köszönhetően, amely képes felszívni egy kolosszális mennyiségű hőenergiát. A páralecsapódás elkerülése érdekében a háromutas keverőszelepet 60 ° C-nál nem alacsonyabb hőmérsékleten kell beállítani. Talán a hőmérsékleti delta csökkenése miatt a hőátadás nem lesz ilyen aktív, azonban ez az egyetlen módja annak, hogy kizárjuk a hőcserélő túlmelegedését, amely megkönnyíti a koromtól való tisztítást és meghosszabbítja a fűtőegység élettartamát.