Котел отопительный твердотопливный с аккумулятором тепла

Среди котлов на твердом топливе самой большой популярностью пользуются твердотопливные котлы на дровах.

Система отопления с твердотопливным отопительным котлом нуждается в аккумуляторе тепла.

В предыдущей статье был рассмотрен вариант отопления дома твердотопливным котлом, где в качестве аккумулятора тепла используется теплый пол с увеличенной толщиной бетонной стяжки.

Лучшим вариантом использования твердотопливного отопительного котла является система отопления, в которой в качестве аккумулятора тепла применяется большой теплоизолированный буферный бак с водой.

Бак включают между котлом и системой отопления. Такой бак обычно называют буферным (буферной емкостью) или аккумулятором тепла, рис.1.

Котёл греет воду и при помощи циркуляционного насоса поз. 1 эта вода подаётся в буферную ёмкость. Соответственно, такой же объём воды, но остывшей, возвращается в котёл. Насос поз. 2 подаёт горячую воду из верхней части буферной ёмкости к радиаторам. Такой же объём воды (остывшей) возвращается в нижнюю часть буферной ёмкости.

Насос 1 работает тогда, когда горит котёл. Насосом 2 управляет комнатный регулятор температуры, который может включать-выключать насос в зависимости от температуры в доме.

Буферный бак аккумулятора тепла выполняет несколько функций:

• Аккумулирует тепло от отопительного твердотопливного котла и отдает его по мере необходимости в систему отопления помещений.
• Защищает котел от перегрева (кипения) воды, т. к. поглощает весь перегретый теплоноситель, смешивая его с большим запасом теплой воды в баке.
• Позволяет автоматизировать распределение тепла по различным отопительным контурам в зависимости от температуры воздуха снаружи или внутри помещения и сделать функционирование системы отопления по-настоящему комфортной.
• Работает в качестве гидрораспределителя — позволяет легко увязать различные теплогенераторы с разными температурными характеристиками (твердотопливный котел, газовый котел, электрокотел и т. д.) в единую систему, согласовать их режим работы с системой отопления.
• Выполняет роль гидроразделителя между контурами системы отопления. Улучшает температурный режим работы отопительного твердотопливного котла.
• Обеспечивает сгорание топлива без ограничения «тяги» с максимальным КПД вплоть до догорания топлива, что уменьшает расход топлива на 20-30%.
• Увеличивает эксплуатационный комфорт, уменьшая периодичность загрузки топлива и обеспечивая отапливаемые помещения относительно стабильной температурой теплоносителя.
• При наличии встроенного в буферную емкость теплообменника обеспечивает потребителей горячей водой.

Буферный бак — аккумулятор тепла

Есть различные методики расчета рекомендуемого объема буферной емкости. Расчеты и практика показывают, что объем бака должен быть не менее 25 литров на 1 кВт. мощности твердотопливного котла. Оптимальный объем обычно в два раза больше – 50 литров на 1 кВт.

Буферная емкость может состоять из нескольких баков меньшего объема.

В случае невозможности использования бака необходимого объема, рекомендуется использовать ёмкость с объёмом хотя бы 500 — 1000 литров для выравнивания роста температуры котла при растопке и спаде температуры при догорании.

Повсеместное применение системы отопления с буферной емкостью сдерживают высокая цена и большие размеры бака. Рыночная цена сделанного в заводских условиях бака – аккумулятора тепла, рассчитанного на работу под давлением, с эффективной теплоизоляцией и защитой от коррозии, сопоставима со стоимостью хорошего котла.

C твердотопливным отопительным котлом даже небольшой мощности буферная емкость аккумулятора тепла должна иметь объем более 500 литров, то есть быть достаточно большой и тяжелой. Для размещения бака необходимо увеличивать площадь помещения котельной.

В качестве примера рассмотрим конструкцию и параметры буферной емкости — аккумулятора тепла, одного из российских производителей.

Представленная на рисунке модификация теплоаккумулятора предназначена для работы сразу с несколькими источниками тепловой энергии. К накопителю можно подключить, например, отопительный котел и камин с водяной рубашкой или солнечный коллектор, которые будут передавать тепло в накопительную емкость одновременно или поочередно, Источники тепла присоединяются к штуцерам поз.1 и 2 (на рисунке слева).

Потребители тепла — радиаторы и теплые полы, присоединяются к штуцерам поз. 3, 4 или 6 (на рисунке справа), Гильзы поз. 7 предназначены для установки термометров.

У буферной емкости имеются два фланца для установки электрических ТЭНов, поз.5. Устанавливая ТЭН в верхний или нижний фланец, можно менять объем нагреваемой с помощью электричества воды.

Емкость предназначена для работы в открытой системе отопления под атмосферным давлением.

В верхней части емкости теплоаккумулятора размещен теплообменник типа «бак в баке» для приготовления горячей воды в системе горячего водоснабжения дома.

В баке установлен магниевый анод для защиты металлических деталей от коррозии. Бак защищен слоем теплоизоляции из пенополистирола толщиной 100мм.

Основные технические характеристики буферной емкости:

• Номинальная емкость бака 1000 литров.
• Максимальное давление в емкости 3 бар.
• Емкость бака теплообменника горячей воды 200 литров.
• Максимальное давление в баке теплообменника 10 бар.
• Максимальная температура воды в баках 95 град.
• Диаметр емкости без теплоизоляции 850 мм.
• Диаметр емкости с теплоизоляцией 1065 мм.
• Высота емкости с теплоизоляцией 2055мм
• Вес 280 кг.
• Съемная теплоизоляция позволяет уменьшить габариты для прохождения в стандартные дверные проемы 90см. 

Буферная емкость — гидравлический   распределитель тепла

Вертикальная буферная емкость, кроме аккумулятора тепла, выполняет еще одну роль в системе отопления. Она служит гидравлическим распределителем тепла между разными системами обогрева помещений.

Температура воды в баке по высоте распределяется неравномерно. В верхней части бака всегда собирается более горячая вода, чем в нижней. Поэтому, приборы отопления, работающие при более высокой температуре теплоносителя — радиаторы, присоединяют к штуцерам в верхней части бака, поз.3 на рисунке. Для теплых полов необходима меньшая температура теплоносителя. Поэтому, теплые полы присоединяют к штуцерам, расположенным ниже, поз.6.

Если буферная емкость получает тепло от нескольких источников, то каждый источник присоединяется к разным штуцерам (поз.1), на высоте, зависящей от температуры теплоносителя котла.

Буферный бак — гидравлический разделитель в системе отопления

Буферная емкость выполняет также функции гидравлического разделителя. устраняя взаимное влияние на режим циркуляции в разных контурах системы. Теплоноситель свободно циркулирует из котла в систему отопления.

Например, циркуляция теплоносителя в котловом контуре не зависит от режима работы отопительных приборов. А прекращение движения воды в отопительном контуре с радиаторами, никак не отразится на циркуляции в теплых полах. 

Буферная емкость — защита от перегрева теплоносителя

Буферная емкость защищает систему отопления от перегрева (кипения) воды, т. к. поглощает весь перегретый теплоноситель, смешивая его с большим запасом теплой воды в баке.

Современные закрытые системы отопления с твердотопливным котлом склонны к перегреву, так как содержат сравнительно маленький объем теплоносителя. 

В системах отопления обычно используются полимерные трубы, коллекторные узлы управления и распределения, различные краны, клапаны и другая арматура.  Большинство элементов системы отопления очень чувствительны к перегреву теплоносителя и скачкам давления, вызванных кипением воды в системе.

Лучшим решением для защиты системы отопления от перегрева является установка буферного бака.

Если в системе отопления с твердотопливным котлом не стоит задача аккумуляции тепла, то для защиты от перегрева и работы в качестве гидравлического разделителя и распределителя тепла требуется бак из расчета ~10 литров на 1 кВт. мощности котла. Высота бака для работы в качестве гидрораспределителя должна быть около 2 м.

Схему отопления дома твердотопливным отопительным котлом с аккумулятором тепла на конкретном примере рассмотрим в следующей статье.

В видеоклипе доходчиво рассказывается о том, как правильно настроить гидравлический режим циркуляции теплоносителя в системе отопления с буферным баком:

Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?

Прочитайте статью

Отопление дома твердотопливным котлом

Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте!

Узнайте, что выбрали другие.