Описание и характеристики ёмкости системы отопления: буферной, аккумулирующей, накопительной

Как повысить эффективность функционирования системы отопления? Помимо стандартных способов можно сделать небольшую модернизацию. Она заключается в установке дополнительных баков, которые могут выполнять различные функции. При этом важно правильно подобрать ёмкость системы отопления: буферная, аккумулирующая, накопительная. От этого будет зависеть КПД и возможность организации горячего водоснабжения.

Буферная емкость для отопления

Буферная емкость в системе отопления

Она представляет собой бочку, внутри которой расположен змеевик он подключается к магистрали отопления. Материал его изготовления – медь или сталь. Энергия от теплоносителя через поверхность змеевика передается воде в емкости.

Специфика конструкции

На первый взгляд, аккумулирующая емкость для отопления не имеет особенных преимуществ. Однако при глубоком анализе выяснится, что актуальность ее монтажа в автономную сеть является неоспоримым фактором. Какие функции выполняет данная конструкция?

• Передача тепловой энергии воде, которая может использоваться для горячего водоснабжения,
• Повышение продолжительности работы отопления даже при выключенном котле. Для этого одна из пар патрубков подключается к системе через двух или трехходовые клапана. В таком случае буферная емкость системы отопления будет смешивать остывший теплоноситель с горячей водой, сохранившейся в ней,
• Использование нагретой воды для низкотемпературных контуров отопления – водяного теплого пола.

Такие возможности объясняются особенностями конструкции. Все заводские буферные емкости для отопления имеют дополнительные контуры утепления. Та минимизируется теплоотдача нагретой воды. Также патрубки имеют различный диаметр для коммутации с контурами отопления.

При выборе заводской модели ёмкости системы отопления (буферной, аккумулирующей или накопительной) нужно обращать внимание на количество патрубков – от 2-х до нескольких десятков. Их оптимальное количество зависит от контуров в системе.

Расчет буферной емкости

Накопительная емкость в разрезе

Любая емкость системы отопления, прежде всего, характеризуется объемом. Для его расчета рекомендуется воспользоваться специальными программами. Если же такой возможности нет – можно произвести приблизительные вычисления самостоятельно. Теплоемкость воды составляет 4,187 кДж/кг*С. Если система отопления имеет номинальную мощность 24 кВт/час, то накопительная емкость для отопления должна поддерживать работу системы в течение 4-8 часов после выключения котла. Нужно вычислить объем для часовой работы отопления. При этом разница температуры должна составлять 70-45=25°С. Зная, что 1 кВт/час это 3600 кДж, можно рассчитать вместимость:

(24*3600)/(4,187*25)=825 кг или 0,825 м³

Это лишь приблизительная схема расчета, так как каждая ёмкость радиатора отопления имеет ряд дополнительных характеристик – тепловые потери, температура и влажность в помещении, тип отопления (гравитационный или с принудительной циркуляцией).

Что нужно учитывать при выборе буферной емкости для системы отопления?

• Ее полезный объем,
• Площадь теплообменного элемента,
• Тип теплообменника – змеевик или бак в баке. Последний предпочтительнее, так как подобная конструкция увеличивает площадь нагрева воды в емкости.

Цена аккумулирующей емкости для отопления высока – самая простая модель на 800 стоит от 35 тыс. руб., поэтому нередко пытаются сделать ее самостоятельно.

Для отопления небольшого частного дома монтаж ёмкости менее 500 л нерентабелен. Она не будет способна аккумулировать нужное количество тепловой энергии.

Тепловой аккумулятор своими руками

Схема самодельного теплового аккумулятора

Сложность изготовления буферных емкостей для отопления заключается в создании надежной теплоизоляции. Для этого нельзя использовать обычную бочку или аналогичную ей емкость. Помимо этого параметра ёмкость радиатора отопления должна выдержать нагрузку воды на стенки и возможные гидравлические удары.

Самая простая конструкция представляет собой куб, внутри которого располагается П-образный трубопровод или змеевик из медной трубы. Последний предпочтительнее, так как он имеет большую площадь теплообменной поверхности, а медь обладает оптимальным значением теплопроводности. Эта конструкция подключается к общей магистрали. Для изготовления емкости системы отопления понадобятся стальные листы, толщиной не менее 1,5 мм и металлическая труба. Ее диаметр должен быть равен сечению трубопровода на этом участке отопления.

Минимальный набор инструментов включает в себя следующее:

• Сварочный аппарат,
• Угловая шлифовальная машина (болгарка),
• Дрель со сверлами по металлу,
• Измерительный инструмент.

Проще всего изготовить ёмкость для радиаторов отопления кубической формы. Предварительно составляется чертеж, по которому будут выполняться все дальнейшие работы. Наличие ТЭНа не обязательно, но предпочтительно. Он сможет поддерживать уровень нагрева воды на должном уровне.

Порядок изготовления теплового аккумулятора

Сначала вырезаются листы прямоугольной формы, из которых будет состоять корпус емкости системы отопления. На этом этапе нужно учитывать зазор для сварки – он может составлять от 1 до 3 мм в зависимости от аппарата и выбранных электродов. Затем в заготовках вырезают отверстия для крепления трубопровода, ТЭНа и патрубков для наполнения емкости. Чугунные батареи отопления не могут крепиться непосредственно к ней. Поэтому нужно рассчитать тепловые потери от емкости к радиатору.

После сборки конструкции нужно сделать теплоизоляцию корпуса. Для накопительной емкости отопления лучше всего использовать базальтовый утеплитель. Он имеет следующие важные качества:

• Не горюч. Плавление происходит при температуре свыше 700°С,
• Легко устанавливается. Базальтовая вата достаточно упруга,
• Имеет пароизоляционные свойства. Это важно для вывода конденсата, который будет неизбежно скапливаться на корпусе аккумулирующей емкости во время работы отопления.

Применение полимерных материалов (пенополистирол или пенопласт) недопустимо, так как они относятся к группе легковоспламеняющихся. Теплоизоляцию буферной емкости лучше всего делать после подключения к системе отопления. Так можно уменьшить тепловые потери на входных и выходных патрубках.

В качестве ёмкости можно использовать старый стальной резервуар. Но толщина его стенки не должна быть менее 1,5 мм.

Монтаж накопительной емкости

Схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления

Установка ёмкости осуществляется перед радиаторами отопления. Оптимальный вариант – подключение входного патрубка сразу после котла. По такой схеме нагрев воды в ней будет осуществляться максимально быстро.

Для обеспечения максимальной безопасности работы всей системы нужно предусмотреть монтаж следующих компонентов обвязки емкости отопительной системы:

• Запорная арматура на всех патрубках,
• Манометры и термометры. Датчики температуры должны указывать степень нагрева воды в ёмкости и теплоносителя,
• Комплекты 2-х ходовых клапанов для смешивания нагретой воды и теплоносителя из обратной трубы, так можно минимизировать затраты на энергоноситель.

Обслуживание накопительной емкости нужно делать перед каждым отопительным сезоном. Лучше всего разбирать ее полностью для удаления накипи и проверки состояния конструкции. Если же такое невозможно делается промывка специальными растворами.

В видеоматериале описывается преимущество использования накопительной ёмкости для автономной системы отопления: