Система отопления с теплоаккумулятором – преимущества и недостатки

Теплоаккумуляторы часто используются в домашнем отоплении. Однако неправильное или ненужное подключение такого устройства делает систему отопления с теплоаккумулятором дорогостоящей и плохо работающей. Для чего нужен такой накопитель энергии, и как правильно его обвязать, – это основные вопросы, рассматриваемые дальше.

В большинстве своем без этого элемента спокойно можно обойтись. Однако есть случаи, когда он помогает решать непростые задачи.

Внимание! Прежде чем принимать решение о покупке, следует хорошо продумать другие варианты, поскольку такая емкость и ее установка стоят недешево.

Как правило, газовые и электрические водонагреватели имеют автоматику, позволяющую контролировать температурный режим в помещении. У большинства твердотопливных котлов такой функции нет. Правда, пеллетные печи могут производить такую регулировку путем уменьшения подачи воздуха в топку. При этом снижается КПД и теряется энергия, которая могла бы быть использована в доме. Приходится останавливать топление, а через некоторое время запускать его снова.

Купить оборудование для системы отопления можно в нашем интернет-магазине.

Вот здесь и может пригодиться водяной накопитель. Когда печь работает на полную мощность, она обогревает дом и попутно нагревает воду в цистерне. Затем она отключается, и накопленная горячая вода расходуется по мере необходимости. При этом можно отметить несколько положительных моментов:

• печь работает всегда на полную мощность с высоким КПД;
• топить ее нужно реже;
• если еще использовать трехходовой клапан, то будет обеспечен стабильный микроклимат.

Кроме того, система отопления с теплоаккумулятором дает возможность быстрее нагревать некоторые устройства, например, бассейн. В ночное время, пока вода сильно не расходуется, происходит ее нагрев и накопление, а днем, когда появляется необходимость наполнить бассейн, она заливается в него.

С другой стороны, если стоит автоматический котел: газовый или электрический и нет необходимости в большом объеме жидкости, то приобретение дорогостоящей емкости не представляется необходимым.

Вывод! Прежде чем решать вопрос о приобретении теплоаккумулятора, следует определить его цель и необходимость.

Бак имеет цилиндрическую форму. По физике известно, что наиболее хорошо выдерживают давление шарообразные конструкции. Если самостоятельно сварить буферную емкость прямоугольной формы, да еще больших размеров, то при давлении швы не выдержат и разойдутся, залив помещение водой. Кроме того, устанавливаются такие водохранилища в основном вертикально. Такое расположение помогает лучше разделять теплую и холодную жидкость.

Чтобы уменьшить теплоотдачу, конструкцию тщательно отделывают утеплителем, поверх которого накрывают слой защиты и окрашивают. Для перемещения больших емкостей к их корпусу приваривают монтажные крюки или кольца. Снизу имеются опорные ножки. Внутри бака имеются четыре трубы, направленные друг к другу, верхние находятся на небольшом расстоянии между собой. Одна пара находится вверху, другая внизу. Верхние трубки имеют наклон вверх.

Малое расстояние между трубками позволяет входящей воде не рассеиваться, а сразу попадать в отходящую трубу, поддерживая прямоточное движение теплоносителя.

Схема отопления с теплоаккумулятором достаточно простая. Нагретый теплоноситель от теплогенератора поступает в верхнюю трубку и почти полностью подхватывается всасывающей трубкой от насоса отопительного контура. Проходя по отопительным приборам, охлажденная жидкость входит по нижней трубке и смешивается с содержимым, а какая-то часть уходит к печи. При прогревании контура обратная магистраль становится теплее, и аккумулятор нагревается. Этот процесс идет до тех пор, пока все содержимое не нагреется до определенной температуры. После чего генератор тепла останавливается.

Затем идет разбор накопленной жидкости. Насос от котла остановлен, а работает только контурный насос. Он забирает верхний слой содержимого и отправляет к приборам, назад возвращается охлажденный теплоноситель, который постепенно понижает температуру до заданного уровня.

После понижения температуры до выбранного значения срабатывает датчик и запускает водонагреватель. Цикл повторяется.

Чтобы схему отопления с теплоаккумулятором можно было включить без нанесения вреда топке и дымоходу, необходимо внести некоторые изменения. При изменении температуры на подающей и обратной магистрали более чем на 20 градусов возникает конденсат, проявляющийся в испарине на поверхности котла. В результате чего уменьшается теплоотдача, а насыщенный водяным паром отработанный газ попадает в дымоход и прицепляет частички несгоревшего материала к его стенкам. Постепенно дымоход засоряется и уменьшается тяга.

Конденсат также может образовываться на трубах, внешних поверхностях теплогенератора, что ведет к коррозии металла, поэтому длительное его действие недопустимо. Для выхода из положения ставят смесительный трехходовой клапан. Отличить от распределительного вентиля можно по стрелкам на его корпусе или буквам.

Чтобы монтаж системы отопления прошел без ошибок, а ее эксплуатация была продолжительной, многие люди доверяют работы по установке системы профессионалам. Заказать монтаж системы отопления вы можете в нашей компании. Подробная информация и форма для заявки на консультацию в разделе «услуги».

Смесительный тип имеет два входа и один выход. Выход направляют в сторону печи, противоположный патрубок к буферу, а центральный через байпас к подаче. Чтобы вода могла циркулировать через этот вентиль, насос должен стоять ближе к водонагревателю, то есть между вентилем и печкой. Что это даст?

При розжиге печи теплоноситель холодный. Термодатчик, установленный на подаче, подает сигнал на термоголовку, и она перекрывает прямой вход, оставляя центральный открытым, пропуская жидкость с подачи на обратку, образуя малый круг. Вентиль будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока не пройдет прогрев теплогенератора.

После этого датчик покажет головке, что пора открывать прямой проход и закрывать центральный. Это будет происходить постепенно, так как поступающая от аккумулятора жидкость будет холодной, и она не будет успевать нагреваться до нужной температуры. Когда центральный проход будет почти полностью перекрыт, тогда почти весь теплоноситель будет попадать в буфер.

Внимание! Термостатический вентиль можно ставить на обратку и подачу, если он поворотного типа, если прижимного, то только на обратную магистраль, чтобы давление на клапан было прямым, иначе он будет дребезжать.

В начале отопительного сезона этот процесс будет происходить дольше, поскольку вся вода будет ниже 20 градусов, а в процессе работы она будет остывать примерно до 40 градусов. В этом случае температурный перепад между выходом и входом в котел вряд ли будет очень отличаться, да и прогреваться будет значительно быстрее.

Подключение теплоаккумулятора к системе отопления также может осуществляться через трехходовой кран. Все зависит от потребностей контура. Если радиаторы снабжены двухходовыми вентилями и способны сами регулировать теплоотдачу, а, кроме них, нет других дополнительных теплообменников, то трехходовой клапан не потребуется. Если же есть хоть один нерегулируемый аппарат, тогда присутствие регулирующего элемента нужно, или же придется автоматизировать этот аппарат.

При решении установки регулировочного крана его устанавливают на подающей магистрали. В этом случае после буфера идет насос, затем входной патрубок терморегулятора, выход и подающая магистраль. Центральный вывод связан через байпас с обратной магистралью. Головка терморегулятора отрегулирована на рабочую температуру теплоносителя. Она должна иметь выносной термодатчик, его ставят за теплообменник, например, калорифер или обратку.

Пока система прогревается – открыт прямой проход, и все тепло идет к обогревателям. Как только появляется излишек тепла, термоголовка перекрывает прямой проход и пускает жидкость по обходному маршруту через байпас в буфер. После того как буфер нагреется, печь или котел отключатся, и расход будет происходить из теплоаккумулятора.

По мере остывания аккумулятора произойдет обратный процесс: прямой проход будет все больше открываться, а центральный закрываться. Распределительный кран можно поставить на обратную магистраль, контролируя контур. Тогда схема будет следующей: на подаче стоит насос, а трехходовой клапан на обратке.

Центральный вывод соединен с подающей трубой через байпас перед входом насоса. Условие нормальной работы: вход терморегулятора должен быть связан с насосом через контур, а выхода соединены с теплоаккумулятором и входом насоса. Можно использовать и смесительный тип, но у него центральный вывод в этом случае будет играть роль прямого прохода.

Система отопления с водяным теплоаккумулятором отличается от обычной тем, что имеется гидравлическое разделение. В процессе прогревания емкость является потребителем, чтобы нагрев происходил в других отопительных приборах необходимо создать избыточное давление на подающей трубе. С другой стороны, при большой мощности циркуляционного насоса будет больше захватываться охлажденная жидкость, так как горячая не будет успевать поступать.

Из этого делаем вывод: трубы входящие и выходящие из буфера должны быть одного диаметра, располагаться на одной высоте, на подающей магистрали они к тому же должны быть максимально сближены, а питающий и раздающий насосы иметь одинаковые параметры.

Не следует из емкости делать коллектор – делать несколько отводов для разных потребителей. Температурный режим внутри бака резко меняется, даже при полностью прогретом баке верхний и нижний слой могут отличаться на десятки градусов. Конечно, если бак небольшой, эта разница не такая очевидная.

По этой же причине не следует встраивать змеевик для ГВС (горячее водоснабжение), используемый для душа и мытья посуды. Высокий температурный режим наступает не так скоро и держится сравнительно небольшой промежуток времени. При этом расход должен быть сравнительно небольшим. Для семьи из несколько человек нужно будет составлять график кто и в какое время может принять душ, при этом не должны пользоваться раковиной. Поэтому лучше поставить отдельный водонагреватель.

Дополнительные рекомендации в этом ролике.

Постепенно в магистрали накапливается грязь. Она под действием гравитации оседает в наиболее низких местах, поэтому в теплоаккумуляторе дно всегда загрязнено. Из-за этого трубы обратки приходится приподнимать на некоторое расстояние от нижней точки. Грязевик или фильтр очистки по этой же причине ставят уже после накопителя. При использовании трехходового вентиля очистку желательно произвести до него.

Разводку труб после накопителя производят обычным способом. Если есть второй этаж, ставят тройник и пускают ветви по первому и второму этажам. Коллектор на теплые полы также устанавливают в нужном месте. При расчете расширителя обязательно нужно учитывать емкость буфера.

Некоторых волнует вопрос относительно отключения электроэнергии. Система автоматического отопления с теплоаккумулятором или без него включает в себя насосы. Понятно, газовый и электрический котел сами по себе остановятся, а что делать с печкой, в которую насыпали уголь. Он долго горит и просто так его не затушить.

Вот некоторые предложения как решить эту проблему.

Что можно сделать, чтобы циркуляция проходила естественным путем? В первую очередь стоит обратить внимание на частоту отключений и их длительность. Самый простой и дешевый способ – приобретение бесперебойного питания для компьютера. Они выпускаются разной мощностью и смогут обеспечить работу двух электронасосов в течение нескольких часов. Для увеличения времени работы можно дополнительно подключить автомобильный аккумулятор. Материальные затраты будут значительно меньше, чем переделывать всю систему.

Если все же появилось желание использовать гравитационную силу, то необходимо использовать трубы с малым гидравлическим сопротивлением, которое зависит от диаметра. Минимальный внутренний диаметр должен составлять 50–70 мм. Если в печном котле выходные патрубки меньше этого значения – ничего не получится. Чтобы запустить циркуляцию, с одной стороны нужен вертикальный стояк, с другой стороны, он не должен быть слишком высоким.

Другие сложности с гравитационным способом и их решения показаны в ролике.

Стояк служит своеобразной «ледяной горкой», на которую нужно подняться, чтобы потом скатиться вниз. Если стояк будет низким, скорость циркуляции будет малой, а если высоким – нагретая вода не успеет достичь верхней точки прежде, чем закипит котел. Кроме того, входящие в систему вентили, коллекторы, отходящие трубы только увеличивают гидравлическое сопротивление, замедляя циркуляцию. Вывод очевиден: в сложных системах гравитационный способ работать не будет.

В предыдущих подзаголовках речь шла о емкости в 100–300 литров. Такой объем является лишь небольшим подспорьем для водонагревателя. Ощутимую помощь оказывают бочки на 1–2 тонны. И вот здесь возникают трудности:

• как внести ее в помещение;
• где найти нужное место;
• выдержит ли основание такую нагрузку.

Стоит такой бак примерно 80 000, плюс дополнительная арматура около 100 000, не считая работ. Окупить можно только на электрокотле и с хорошим ночным тарифом: разница между дневными и ночными ценами должна быть не менее 3–4 рублей.

Смысл заключается в том, что водонагреватель работает только по ночному тарифу, запасая энергию на весь день. Для этого электрокотел должен быть мощным, чтобы за ночь успеть нагреть буфер и протопить дом, да еще поднять температуру теплых полов первого этажа на 3 градуса. Тогда этого будет достаточно для отдачи тепла в течение дня.

Как производится расчет показано в этом ролике.

Но как бы ни старались выиграть за счет ночного тарифа, без сбережения тепла экономии не будет. Даже если котельная будет находиться в доме, необходимо теплоизолировать трубы. В котельной и так достаточно источников тепла, а излишняя теплота будет быстрее выходить наружу.

Самыми горячими будут трубы от печи до накопителя, они могут нагреваться до 120 градусов, поэтому этот промежуток можно соединять только металлом. Теплоизоляцию для них можно использовать каучуковую. Стоит она недешево, но справится хорошо со своим назначением.

Теплоаккумуляторы обладают одним большим преимуществом, они, как термос способны накапливать и удерживать тепло, а при необходимости отдавать его. Это помогает избежать тактования теплового генератора в теплые времена года, освобождает человека от частого обслуживания твердотопливной печки. Если есть хороший ночной тариф на электроэнергию, то за несколько лет покупка такого агрегата будет окуплена. С другой стороны, такая емкость имеет большие размеры и вес, что требует специального подготовленного места. Ее использование требует значительно увеличить размеры расширительного бака и усложнения отопительной системы.