Теплоаккумулятор, або буферний накопичувач, зберігає теплову енергію в системі опалення з твердопаливним котлом, сонячним колектором, тепловим насосом або електричним котлом. Конструкція теплоаккумулятора зазвичай являє собою теплоізольований сталевий бак з одним або двома змійовиками (для декількох джерел обігріву) або без змійовиків. Крім того, в ньому може бути вбудований змійовик ГВП або ж окрема внутрішня ємність для приготування ГВС.
Теплоаккумулятори для систем опалення
Теплоаккумулятор або акумулює (буферна) ємність є обладнанням, рекомендованим для установки в систему опалення з твердопаливним котлом, тепловим насосом, сонячною батареєю і т.п. Наявність бака теплоаккумулятора в системі дозволяє джерела енергії працювати з меншою частотою включень-виключень, що підвищує його ефективність і продовжує термін служби.
Теплоаккумулятори можуть бути з одним або декількома (для декількох джерел енергії) теплообмінниками, а також без теплообмінника. Крім того, вони можуть бути з контуром ГВС або без нього.
Теплоаккумулятор грає роль буфера і накопичує циркулює в системі теплоносій. Котел нагріває теплоносій в ємності, після цього він надходить до споживачів. Коли теплоносій в ємності охолоне, котел знову розтоплюється, щоб знову його нагріти. Це дає можливість збільшити ефективність роботи котла на кожному завантаженні, так як він може працювати на повну потужність, заповнюючи ємність водою і віддаючи тепло в систему. У той же час, наявність акумулятора в системі захищає котел від низькотемпературної корозії, так як котлу немає необходімсті працювати на зниженій навантаженні навіть в теплу пору року.
Вода в баку розшаровується в залежності від температури: шари з більш високо температурою перебувають нагорі, з низькою - внизу. Саме цей фізичний закон використовується в буферних накопичувачах.
Чим більш різкою буде межа шарів, тим швидше можна буде користуватися теплоаккумулятором, забираючи воду з самого верху.
Крім того, наявність штуцерів на різних рівнях бака без змійовика, дозволяє забирати воду різної температури, якщо є така необхідність. Теплоаккумулятор спільно з термосмесітельний вузлом Laddomat перетворюють будь-який твердопаливний - вкотел тривалого горіння. Накопичення тепла в акумуляторі дозволяє не розтоплювати котел так само часто, як якщо він підключений до системи опалення безпосередньо.
Крім того, Laddomat створює в акумуляторі різку межу між холодною і гарячою водою, заряджаючи його з оптимальною швидкістю, що підвищує ефективність роботи теплоаккумулятора.
Таким чином, установка теплоаккумулятора з Laddomat в систему опалення створює оптимальні умови для роботи котла, підвищуючи його ефективність і термін служби, а також знижуючи витрати на опалення.
Як розрахувати теплоаккумулятор?
Розрахуємо потужність теплоаккумулятора (ТА) за формулою:
Q = (C x M x ΔT),
де Q - потужність ТА, С - питома теплоємність теплоносія, ΔT - різниця температур у верхній і нижній частинах ТА.
Наприклад, візьмемо теплоаккумулятор 1500 л, теплоносій - вода (С = 4200 Дж / кг * К), ΔT візьмемо рівним 35оС, тоді:
Q = 4200 х 1500 х 35 = 220 МДж = 61,3 кВт * год.
Для будинку площею 100 м2 приймемо тепловтрати 0,1 кВт на 1 м2 площі, тобто 10 кВт * год.
Розділивши потужність ТА на тепловтрати будинку, отримаємо час нагрівання ТА котлом: 61,3 / 10 = 6 часов 07 хв.
Для підбору теплоаккумклятора можна орієнтуватися на дані в таблицях нижче.
Таблиця 1. Час роботи теплоаккумулятора в залежності від його обсягу і площі будинку.
Теплоносій - вода, ΔT = 35оС.
50 м2 100 м2 150 м2 200 м2 250 м2 300 м2 350 м2 400 м2 500 л 4 год 05 хв 2 год 02 хв 1 год 21 хв 1 год 01 хв 0 год 49 хв 0 год 40 хв 0 год 35 хв 0 год 30 хв 750 л 6 год 07 хв 3 год 03 хв 2 год 02 хв 1 год 31 хв 1 год 13 хв 1 год 01 хв 0 год 52 хв 0 год 45 хв 1000 л 8 год 10 хв 4 год 05 хв 2 год 43 хв 2 год 02 хв 1 год 38 хв 1 год 21 хв 1 год 10 хв 1 год 01 хв 1500 л 12 год 15 хв 6 год 07 хв 4 год 05 хв 3 год 03 хв 2 год 27 хв 2 год 02 хв 1 год 45 хв 1 год 31 хв 2000 л 16 год 20 хв 8 год 10 хв 5 год 26 хв 4 год 05 хв 3 год 16 хв 2 год 43 хв 2 год 20 хв 2 год 02 хв
Таблиця 2. Час роботи теплоаккумулятора в залежності від його обсягу і площі будинку.
Теплоносій - антифриз, ΔT = 35оС.
50 м2 100 м2 150 м2 200 м2 250 м2 300 м2 350 м2 400 м2 500 л 3 ч 41 хв 1 год 50 хв 1 год 13 хв 0 год 55 хв 0 год 44 хв 0 год 36 хв 0 год 31 хв 0 год 27 хв 750 л 5 год 32 хв 2 год 46 хв 1 год 50 хв 1 год 23 хв 1 год 06 хв 0 год 55 хв 0 год 47 хв 0 год 41 хв 1000 л 7 год 23 хв 3 год 41 хв 2 год 27 хв 1 год 50 хв 1 год 28 хв 1 год 13 хв 1 год 03 хв 0 год 55 хв 1500 л 11 год 05 хв 5 год 32 хв 3 год 41 хв 2 год 46 хв 2 год 13 хв 1 год 50 хв 1 год 35 хв 1 год 23 хв 2000 л 14 год 47 хв 7 год 23 хв 4 год 55 хв 3 год 41 хв 2 год 57 хв 2 год 27 хв 2 год 06 хв 1 год 50 хв
Таблиця 3. Час зарядки теплоаккумулятора в залежності від його об'єму і потужності котла.
Теплоносій - вода.
10 кВт 20 кВт 30 кВт 40 кВт 50 кВт 60 кВт 70 кВт 80 кВт 100 кВт 500 л 2 ч 02 хв 1 год 01 хв 0 год 40 хв 0 год 30 хв 0 год 24 хв 0 год 20 хв 0 год 17 хв 0 год 15 хв 0 год 12 хв 750 л 3 ч 03 хв 1 год 31 хв 1 год 01 хв 0 год 45 хв 0 год 36 хв 0 год 30 хв 0 год 26 хв 0 год 22 хв 0 год 18 хв 1000 л 4 год 05 хв 2 ч 02 хв 1 год 21 хв 1 год 01 хв 0 год 49 хв 0 год 40 хв 0 год 35 хв 0 год 30 хв 0 год 24 хв 1500 л 6 год 07 хв 3 год 03 хв 2 год 02 хв 1 год 31 хв 1 год 13 хв 1 год 01 хв 0 год 52 хв 0 год 45 хв 0 год 36 хв 2000 л 8 год 10 хв 4 год 05 хв 2 год 43 хв 2 год 02 хв 1 год 38 хв 1 год 21 хв 1 год 10 хв 1 ч 01 хв 0 год 49 хв
Таблиця 4. Час зарядки теплоаккумулятора в залежності від його об'єму і потужності котла.
Теплоносій - антифриз.
10 кВт 20 кВт 30 кВт 40 кВт 50 кВт 60 кВт 70 кВт 80 кВт 100 кВт 500 л 1 год 50 хв 0 год 55 хв 0 год 36 хв 0 год 27 хв 0 год 22 хв 0 год 18 хв 0 год 15 хв 0 год 13 хв 0 год 11 хв 750 л 2 ч 46 хв 1 год 23 хв 0 год 55 хв 0 год 41 хв 0 год 33 хв 0 год 27 хв 0 год 23 хв 0 год 20 хв 0 год 16 хв 1000 л 3 ч 41 хв 1 год 50 хв 1 год 13 хв 0 год 55 хв 0 год 44 хв 0 год 36 хв 0 год 31 хв 0 год 27 хв 0 год 22 хв 1500 л 5 год 32 хв 2 год 46 хв 1 год 50 хв 1 год 23 хв 1 ч 06 хв 0 год 55 хв 0 год 47 хв 0 год 41 хв 0 год 33 хв 2000 л 7 год 23 хв 3 год 41 хв 2 год 27 хв 1 год 50 хв 1 год 28 хв 1 год 13 хв 1 год 03 хв 0 год 55 хв 0 год 44 хв
Як розрахувати теплоаккумулятор?