Proračun i spajanje akumulatora topline za kotao na kruto gorivo

Postrojenja na kotlove na kruto gorivo ne mogu dugo raditi bez intervencije osobe koja mora povremeno utovariti ogrjev u peć. Ako se to ne učini, sustav će se početi hladiti i temperatura u kući će padati. U slučaju nestanka struje kada je peć potpuno izgorjela, postoji opasnost od ključanja rashladne tekućine u plaštu jedinice i njenog naknadnog uništenja. Svi se ovi problemi mogu riješiti ugradnjom akumulatora topline za kotlove za grijanje. Također će moći obavljati funkciju zaštite instalacija od lijevanog željeza od pucanja pri naglom padu temperature vode za opskrbu.

Spajanje kotla na kruta goriva s akumulatorom topline

Proračun puferskog kapaciteta kotla

Uloga akumulatora topline u općenitoj shemi grijanja je sljedeća: tijekom rada kotla u normalnom načinu rada akumulirajte toplinsku energiju i nakon propadanja kamina dajte ga radijatorima na određeno vrijeme. Strukturno, akumulator topline za kotao na kruto gorivo je izolirani spremnik za vodu s procijenjenim kapacitetom. Može se ugraditi i u prostoriju za izgaranje i u zasebnu prostoriju kuće. Nema smisla stavljati takav spremnik na ulicu, jer će se voda u njemu hladiti puno brže nego u zgradi.

Spajanje akumulatora topline na kotao na kruta goriva

S obzirom na dostupnost slobodnog prostora u kući, izračun akumulatora topline za kotao na kruta goriva u praksi se vrši na sljedeći način: kapacitet spremnika uzima se iz omjera 25-50 litara vode po 1 kW snage potrebne za grijanje kuće... Za precizniji izračun puferskog kapaciteta kotla, pretpostavlja se da se voda u spremniku zagrijava tijekom rada kotlovnice na 90 ⁰S, a nakon isključivanja potonjeg odavat će toplinu i ohladiti se do 50 ⁰S. Za temperaturnu razliku od 40 ° C, vrijednosti topline koja se daje za različite količine spremnika prikazane su u tablici.

Tablica vrijednosti zadane topline za različite količine spremnika

Volumen akumulatora topline, m3	0.35	0.5	0.8	1	1.5	2	3	3.5
Količina topline koja se daje pri temperaturnoj razlici od 40 ⁰S, kW / h	20	30	45	58	85	115	170	210

Čak i ako u zgradi ima mjesta za velike kapacitete, to nema uvijek smisla. Treba imati na umu da će trebati zagrijati veliku količinu vode, tada bi snaga samog kotla u početku trebala biti 2 puta veća nego što je potrebno za zagrijavanje stana. Premali spremnik neće izvršavati svoju funkciju, jer neće moći akumulirati dovoljno topline.

Proračun kapaciteta akumulatora topline

Metodologija izračuna može biti različita, ovisno o shemi prijave. Evo grube tablice izračuna:

1. Određivanje maksimalnog opterećenja gorivom. Na primjer, u kamin se ulijeva 20 kg drva za ogrjev. 1 kg drva za ogrjev u stanju je osloboditi 3,5 kWh energije. Dakle, pri sagorijevanju jedne knjižne oznake drva za ogrjev, kotao će dati 20 3,5 = 70 kWh topline. Vrijeme potrebno za izgaranje cjelovite oznake može se empirijski odrediti ili izračunati. Ako je snaga kotla npr. 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Temperatura nosača topline u sustavu grijanja. Ako je sustav već instaliran, dovoljno je izmjeriti temperaturu na ulazu i izlazu i odrediti gubitak topline.
3. Određivanje željene učestalosti preuzimanja. Primjerice, punjenje je moguće ujutro i navečer, ali nije moguće servisirati kotao danju i noću.

Proračun akumulatora topline

Ako su, na primjer, gubici topline u sobi 6,7 kW na sat, tada će to biti 160 kW dnevno. U ovom primjeru ovo je nešto više od dva punjenja gorivom.Kao što je gore definirano, jedan jezičak drva za ogrjev gori oko 3 sata, oslobađajući 70 kWh toplinske energije.

Potreba za grijanjem kuće je 6,7 3 = 20,1 kWh, rezerva rezervoara za skladištenje iznosit će 70-20,1 = 49,9, odnosno približno 50 kWh. Ta će energija biti dovoljna za razdoblje od 50: 6,7 - to je oko 7 sati, što znači da su potrebna dva puna međuobroka i jedan nepotpuni dnevno.

Na temelju ovih izračuna, razmotrivši nekoliko mogućnosti, zaustavit ćemo se na ovome: u 23 sata vrši se nepotpuno opterećenje, u 6.00 i 18.00 - puno. Ako nacrtate grafikon razine napunjenosti akumulatora topline, možete vidjeti da maksimalno punjenje pada na 9 kWh u 9 sati ujutro.

Budući da je 1 kWh = 3600 kJ, rezerva bi trebala biti 60 3600 = 216000 kJ toplinske energije. Rezerva temperature (razlika između maksimalnog pokazatelja vode i potrebne brzine protoka) je 95-57 = 38 ° S. Toplinski kapacitet vode 4,187 kJ. Dakle, 216000 / (4,18738) = 1350 kg. U tom će slučaju potrebni volumen akumulatora topline biti 1,35 m3.

Razmatrani primjer daje opću ideju o tome kako se izračunava kapacitet spremnika. U svakom je slučaju potrebno uzeti u obzir osobitosti sustava grijanja i uvjete njegovog rada.

Značajke ugradnje akumulatora topline

Prije ugradnje opreme mora se izraditi detaljan projekt. Potrebno je uzeti u obzir sve zahtjeve proizvođača opreme za grijanje. Prilikom ugradnje spremnika moraju se poštivati ​​sljedeća pravila:

• Površina spremnika mora imati pouzdanu toplinsku izolaciju.
• Na ulazu i izlazu treba instalirati termometre za praćenje temperature vode.
• Volumetrijski spremnici najčešće se ne uklapaju u vrata. Ako spremnik nije moguće unijeti prije kraja gradnje, morat ćete upotrijebiti sklopivu verziju ili nekoliko manjih spremnika.
• Na ulaznoj cijevi poželjan je grubi filtar.
• U blizini spremnika trebaju biti postavljeni sigurnosni ventil i manometar. U samom spremniku trebao bi biti i ventil za odzračivanje zraka.
• Mora biti moguće ispuštanje vode iz spremnika.

Savjet! Često je prisutnost akumulatora topline preduvjet za jamstvo proizvođača kotla na kruto gorivo.

Korištenje akumulatora topline u sustavu s kotlom na kruta goriva povećava učinkovitost generatora topline i njegov vijek trajanja, a također omogućuje i ekonomičniju potrošnju goriva. Mogućnost rjeđeg punjenja goriva čini upotrebu kotla za grijanje prikladnijom za potrošača. Izračun potrebnog kapaciteta spremnika mora uzeti u obzir vrstu kotla, karakteristike sustava grijanja i uvjete njegovog rada.

Preporuke za odabir

Na odabir akumulatora topline za kotao na kruto gorivo utječe prisutnost slobodnog prostora u sobi. Kada kupujete veliki spremnik, bit će potrebno osigurati temeljni uređaj, jer se oprema sa značajnom masom ne može postaviti na obične podove. Ako je prema izračunu potreban spremnik zapremine 1 m3, a nema dovoljno prostora za njegovu ugradnju, tada možete kupiti 2 proizvoda od po 0,5 m3, postavljajući ih na različita mjesta.

Akumulator topline za kotao na kruto gorivo

Druga je stvar prisutnost sustava PTV-a u kući. U slučaju da kotao nema vlastiti krug grijanja vode, moguće je kupiti akumulator topline s takvim krugom. Od ne male važnosti je vrijednost radnog tlaka u sustavu grijanja, koji tradicionalno ne bi trebao prelaziti 3 bara u stambenim zgradama. U nekim slučajevima tlak doseže 4 bara ako se kao izvor topline koristi snažna domaća jedinica. Tada će se akumulator topline za sustav grijanja odabrati u posebnom dizajnu - s trosferičnim poklopcem.

Neki tvornički akumulatori tople vode opremljeni su električnim grijaćim elementom ugrađenim u gornji dio spremnika. Takvo tehničko rješenje neće dopustiti da se rashladna tekućina potpuno zaustavi nakon zaustavljanja kotla, gornja zona spremnika će se zagrijati. Opskrba toplom vodom za domaćinstvo će raditi.

Jednostavni sklopni krug s primjesom

Uređaj za pohranu može se uključiti u sustav na različite načine. Najjednostavniji cjevovod kotla na kruto gorivo s akumulatorom topline prikladan je za rad s gravitacijskim sustavima za dovod rashladne tekućine i radit će u slučaju nestanka struje. Za to spremnik mora biti instaliran iznad radijatora grijanja. Krug uključuje cirkulacijsku pumpu, termostatski trosmjerni ventil i nepovratni ventil. Na početku ciklusa grijanja voda koju pokreće pumpa teče kroz dovodni vod od izvora topline kroz trosmjerni ventil do grijača. To se nastavlja sve dok temperatura polaza ne dosegne određenu vrijednost, na primjer 60 ° C.

Akumulator topline za kotlove za grijanje

Na toj temperaturi ventil počinje miješati hladnu vodu u sustav iz donje odvojne cijevi spremnika, promatrajući zadanu temperaturu od 60 ⁰S na izlazu. Zagrijana voda počet će teći u spremnik kroz gornju odvojnu cijev, izravno povezanu s kotlom, a baterija će se početi puniti. Potpunim izgaranjem drva u kaminu, temperatura u dovodnoj cijevi počet će padati. Kada padne ispod 60 ° C, termostat će postupno prekinuti dovod iz izvora topline i otvoriti protok vode iz spremnika. To će se pak postupno napuniti hladnom vodom iz kotla i na kraju ciklusa trosmjerni ventil vratit će se u prvobitni položaj.

Nepovratni ventil, povezan paralelno s trosmjernim termostatom, aktivira se kad se zaustavi cirkulacijska pumpa. Tada će kotao s akumulatorom topline raditi izravno, rashladna tekućina ići će na uređaje za grijanje izravno iz spremnika, koji će se napuniti vodom iz izvora topline. U tom slučaju termostat ne sudjeluje u radu kruga.

Gdje staviti cirkulacijsku pumpu

U većini shema cjevovoda za akumulator topline s cirkulacijskom pumpom nalazi se u povratnoj cijevi ispred kotla. U povratnom retku - jer je ovdje temperatura niža, ali možete je staviti i na feed. Moderne pumpe dizajnirane su za pumpanje rashladne tekućine do 110 ° C, pa se tamo dobro osjećaju. Druga točka: kada se instalira na dovod, crpka neće stvarati dodatni pritisak na izmjenjivač topline, što će produžiti njezin vijek trajanja.

U svakom slučaju, prilikom ugradnje cirkulacijske pumpe u dovod ili povrat, ne postoji mogućnost prirodne cirkulacije. Odnosno, u slučaju nestanka struje, cirkulacija će se zaustaviti, kotao će neizbježno proključati. Da bi se to izbjeglo, instaliran je četverosmjerni ventil, kroz koji se pregrijana voda ispušta u kanalizaciju i napaja hladnom vodom iz opskrbe hladnom vodom. Na taj se način organizira hitno hlađenje izmjenjivača topline i sprječava ključanje rashladne tekućine.

Jedan od načina da se izbjegne pregrijavanje rashladne tekućine u kotlu za grijanje

Napominjemo da se ova shema može primijeniti samo na izmjenjivačima topline od čelika ili bakra. S lijevanim željezom - to je nemoguće. Mogu se rasprsnuti ako su izloženi hladnoj vodi.

Postoji i drugi način. Nježniji je u odnosu na izmjenjivač topline (također pogodan za lijevano željezo) i zahtijeva manje materijala. Između kotla i akumulatora topline za grijanje možete napraviti cjevovod kako biste održali prirodnu cirkulaciju. U tom slučaju, kada se prekine napajanje, kotao neće zakuhati - nastavit će zagrijavati vodu u spremniku.

Kako bi se očuvala prirodna cirkulacija rashladne tekućine, pumpa se postavlja u zasebni, posebno stvoreni krug. Da bi krug radio, u krug je ugrađen povratni ventil latica velikog presjeka.

Na taj se način održava prirodna cirkulacija čak i ako nema napajanja

Kad cirkulacijska pumpa ne radi, ona prolazi protok nosača topline iz TA. Kada cirkulacijska crpka radi, ona potiskuje ventil svojim pritiskom i rashladna tekućina teče kroz pumpu. Na pumpu ide cijev promjera najmanje centimetar. Samo se u tom slučaju može očuvati prirodna cirkulacija.

Shema hidrauličkog odvajanja

Druga, složenija shema povezivanja, podrazumijeva nesmetanu opskrbu električnom energijom. Ako to nije moguće, tada je potrebno osigurati povezivanje na mrežu putem neprekidnog napajanja. Druga je mogućnost korištenje dizel ili benzinskih elektrana. U prethodnom je slučaju veza akumulatora topline s kotlom na kruto gorivo bila neovisna, odnosno sustav je mogao raditi odvojeno od spremnika. U ovoj shemi akumulator djeluje kao tampon spremnik (hidraulički separator). U primarni krug ugrađena je posebna jedinica za miješanje (LADDOMAT) kroz koju cirkulira voda kada se kotao zapali.

Spajanje akumulatora topline na kotao na kruta goriva

Blok elementi:

• cirkulacijska pumpa;
• trosmjerni termostatski ventil;
• provjeriti ventil;
• sump;
• Kuglični ventili;
• uređaji za regulaciju temperature.

Razlike od prethodne sheme - svi su uređaji sastavljeni u jednom bloku, a rashladna tekućina odlazi u spremnik, a ne u sustav grijanja. Načelo rada jedinice za miješanje ostaje nepromijenjeno. Takav cjevovod kotla na kruto gorivo s akumulatorom topline omogućuje vam spajanje onoliko grijaćih grana koliko želite na izlazu iz spremnika. Na primjer, za napajanje radijatora i podnih ili zračnih sustava grijanja. Štoviše, svaka grana ima svoju cirkulacijsku pumpu. Svi su krugovi hidraulički odvojeni, višak topline iz izvora akumulira se u spremniku i koristi po potrebi.

Povezivanje TA s potrošačima

S druge strane, spremnik za pohranu topline mora biti spojen na sustav grijanja. Ako spojimo samo radijatore, sve je jednostavno - iz jednog od gornjih izlaza cijev ide u dovodni cjevovod, povratnu cijev spajamo na donji. Ali, u ovom slučaju, radijatori se mogu pregrijati. Kada se voda u spremniku zagrije na temperature iznad 60 ° C, to može biti opasno, a temperatura može biti i 90 ° C ili više. Kada dodirujete takve vruće radijatore, velika je vjerojatnost da ćete ozbiljno opeći. Osim toga, u sobi će očito biti vruće.

Spajanje radijatora

Da biste izbjegli hranjenje prevrućim nosačem topline, ugradite drugi trosmjerni ventil za miješanje. Krug radi na isti način kao što je gore opisano. Na regulatoru postavimo potrebnu temperaturu, na primjer, 50 ° C. Čim je rashladna tekućina u dovodu vruća, ventil će otvoriti mješavinu vode s povratka.

Jedna od prednosti ugradnje akumulatora topline je sposobnost pripreme PTV-a u isti spremnik (srednja slika na donjoj slici). Za to je u spremnik ugrađen izmjenjivač topline ili spremnik. Njegov je izlaz povezan s češljem za dovod tople vode.

Sheme cijevi odbojnog spremnika sa strane sustava grijanja

Budući da je u ovom slučaju moguće i pregrijavanje, ovdje je potrebna i jedinica za miješanje. Samo trebate dodati hladnu vodu iz slavine. Ovaj uređaj izveden je pomoću drugog trosmjernog ventila za miješanje. Izlaz iz opskrbe hladnom vodom povezan je s trosmjernim ventilom za miješanje PTV-a. Kako ne bi došlo do raščlanjivanja tople vode da ne padne u češalj hladne vode, na dovodni vod iz dovoda hladne vode postavimo povratni ventil.

Ova shema cjevovoda akumulatora topline ima značajan nedostatak: kada se ne koristi vruća voda, voda u cijevima se hladi. Da biste se "ugrijali", ohlađeno morate uliti samo u kanalizaciju. To je nezgodno jer morate pričekati i neekonomično je.Da bi se riješio problem, povratni vod se povlači od posljednje točke raščlanjivanja, u koju je ugrađena njihova cirkulacijska pumpa. Taj se krug naziva recirkulacija. Sve dok se slavina nigdje ne otvori, voda teče u krug. Tako se iz svih slavina neprestano crpi topla voda. Obratite pažnju na ugradnju nepovratnih ventila - oni su obvezni za rad kruga.

Cjevovodi akumulatora topline za individualno grijanje sa svim funkcionalnim elementima i okovima

Za konačnu studiju sheme, također je potrebno odrediti mjesto ugradnje okova. To su automatski otvori za zrak koji se ugrađuju na najvišim točkama sustava. Potrebni su i zaustavni ventili. Instaliraju se u blizini svake velike funkcionalne jedinice tako da, ako je potrebno, možete zatvoriti slavine i ukloniti opremu za popravak ili održavanje.

Kako napajati topli vodeni pod

Topli pod može se vrlo dobro spojiti na akumulator topline. Cjevovodi se u ovom slučaju ne razlikuju od slučajeva s radijatorima. Potrebna nam je ista jedinica za miješanje s trosmjernim ventilom za miješanje, ali treba biti postavljena na nižu temperaturu - ne veću od + 40 ° C. U tom slučaju možete spojiti podno grijanje bez jedinice za miješanje - temperatura mora biti kontrolirana pri izlasku iz kotla. Ali možete igrati na sigurno - stavite drugu jedinicu za miješanje na razdjelnik podnog grijanja.

Cjevovodi za skladištenje topline s toplim vodenim podom (u zelenoj petlji)

Postoji i druga opcija za cjevovod akumulatora topline s toplim podom - dovodite istu temperaturu kao i rashladna tekućina koja ide na radijatore. Jedinica za miješanje će ga spustiti. Gnjavaža i troškovi su manji (za odvajanje od glavne linije potrebni su samo čajevi), ali je pouzdanost takvog rješenja niža. Iako se ova oprema nosi s rashladnom tekućinom koju isporučuje obični kotao.

Akumulator topline je jedinica za prikupljanje i povećanje topline u svrhu njegove daljnje uporabe. Uređaj se koristi u privatnim kućama, stanovima, u poduzećima, kao i za motore za prethodno zagrijavanje. Akumulator topline za sustav grijanja omogućuje smanjenje troškova energije za grijanje prostora i opskrbu toplom vodom. Jedinice se ugrađuju u cjevovode kotla na kruto gorivo ili su spojene na solarni sustav.

Rad kotla na kruta goriva u sustavu grijanja određena je cikličnost. Prvo se gorivo stavlja u njega, pali se, a zatim kotao postupno postiže maksimalnu snagu i prenosi toplinsku energiju kroz rashladnu tekućinu u sustav grijanja.

Oznaka drva za ogrjev postupno izgara, prijenos topline se smanjuje, a rashladna tekućina hladi. Tijekom razdoblja vršne snage dio toplinske energije ostaje neiskorišten, a tijekom dogorijevanja goriva, naprotiv, neće biti dovoljan. Za ponavljanje ciklusa, kruto gorivo treba ponovno natočiti.

Prednosti i nedostatci

Sustav grijanja s akumulatorom topline, u kojem postrojenje na kruta goriva služi kao izvor topline, ima puno prednosti:

• Poboljšanje uvjeta udobnosti u kući, jer nakon izgaranja goriva sustav grijanja nastavlja zagrijavati kuću vrućom vodom iz spremnika. Nije potrebno ustajati usred noći i utovariti dio drva za ogrjev u kamin.
• Prisutnost spremnika štiti vodenu košulju kotla od vrenja i uništavanja. Ako je iznenada isključena struja ili su termostatske glave instalirane na radijatorima odsjekle rashladnu tekućinu zbog postizanja željene temperature, tada će izvor topline zagrijavati vodu u spremniku. Za to vrijeme opskrba električnom energijom može se nastaviti ili će se pokrenuti dizel generator.
• Isključena je opskrba hladnom vodom iz povratnog cjevovoda do usijanog izmjenjivača topline od lijevanog željeza nakon naglog pokretanja cirkulacijske pumpe.
• Akumulatori topline mogu se koristiti kao hidraulički razdjelnici u sustavu grijanja (hidrauličke strelice). To čini rad svih grana kruga neovisnim, što daje dodatne uštede u toplinskoj energiji.

Veći troškovi instalacije cijelog sustava i zahtjevi za postavljanjem opreme jedini su nedostaci upotrebe spremnika. Međutim, ta će ulaganja i neugodnosti dugoročno pratiti minimalni operativni troškovi.

Rješavanje problema kondenzacije

Logično rješenje problema prehladne vode na povratku je dodavanje tople vode iz opskrbe. To se radi pomoću kratkospojnika i podesivog trosmjernog ventila za miješanje instaliranog na grani. Ventil mora biti miješajućeg tipa: kada se postigne zadana temperatura, glatko počinje pomicati ventile u dvije spojene cijevi. Tako se dobiva postupna i glatka promjena temperature.

Cjevovodi akumulatora topline: dodatni krug za miješanje tople vode u povrat

Hladna voda u povratnoj cijevi pojavljuje se u nekoliko slučajeva: tijekom ubrzavanja kotla, kada se voda u akumulatoru topline jako ohladila (nakon praznog hoda) i kotao je u pogonu. Pogledajmo kako ova shema spajanja akumulatora topline djeluje u oba slučaja. Kretanje rashladne tekućine prikazano je na ilustracijama u nastavku.

Dok se kotao ne zagrije, rashladna tekućina je potpuno hladna. U tom slučaju trosmjerni ventil zaustavlja protok rashladne tekućine do TA i on se kreće u malom krugu (slika dolje, gornja lijeva slika). Zagrijavanje se događa brzo, budući da je vode malo, vrijeme za stvaranje kondenzacije je minimalno. Na slici se pretpostavlja da je trosmjerni ventil postavljen na 55 ° C. Dok voda u malom krugu ne dosegne ovu temperaturu, ona u njoj kruži.

Kada se nosač topline u malom prstenu zagrije do 55 ° C, ventil pomiče klapne i uključuje se akumulator topline za grijanje. U ovom slučaju, istodobno idu tri struje (desna slika u gornjem redu):

• mali, kao na prvoj slici;
• dio rashladne tekućine odlazi u TA kroz ventil;
• od TA duž povratnog voda, kroz ventil, do pumpe i do izmjenjivača topline kotla (treći krug).