Электрический теплонакопитель — устройство и принцип действия

Доброго всем дня! Если вы зашли на эту страницу моего блога, то значит вас интересует как минимум 2 вопроса:


  • Что такое теплоаккумулятор?
  • Как устроен теплоаккумулятор?

Начну отвечать на эти вопросы по порядку.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 209
Источник: https://znayteplo.ru/otoplenie/teploakkumulyator-ego-ustrojstvo-i-princip-raboty/

Назначение агрегата


Работа твердотопливного котла в системе отопления представляет собой некоторую цикличность. Сначала в него закладывают топливо, разжигают, а затем котел постепенно выходит на максимальную мощность и передает тепловую энергию через теплоноситель в систему отопления.

Закладка дров постепенно прогорает, теплоотдача уменьшается, и теплоноситель остывает. В период пиковой мощности часть тепловой энергии остается невостребованной, а во время догорания топлива ее, наоборот, будет недостаточно. Для повторения цикла следует опять осуществить закладку твердого топлива.

Частично эту проблему может решить пиролизный котел длительного горения, но во время его работы часто не совпадают пики выработки и потребления тепловой энергии. Для разрешения такой ситуации устанавливается энергоаккумулятор для системы отопления, который известен как буферная емкость или тепловой накопитель.

Схема подключения электрокотла в систему отопления

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 948
Источник: https://oventilyacii.ru/otoplenie/ustrojstvo-teploakkumulyatora.html

Что такое теплоаккумулятор?

Для ответа на этот вопрос нужно дать определение. Звучит оно следующим образом, теплоаккумулятор — это емкость, в которой накапливается большой объем горячего теплоносителя. Снаружи емкость покрывается теплоизоляцией из минеральной ваты или вспененного полиэтилена.

Зачем нужен теплоаккумулятор?

Вы спросите: «А зачем нужен этот термос-переросток?» Тут все очень просто, он позволяет оптимальнее использовать тепло, отданное котлом. В паре с теплоаккумулятором всегда работает мощный котел (чаще всего твердотопливный). Котел быстро и без остановок отдает тепло от сжигаемого топлива в тепловой аккумулятор, а он в свою очередь медленно и в нужном режиме отдает это тепло в систему отопления. Объем системы гораздо меньше, чем объем емкости аккумулятора. Это позволяет «растянуть» тепло от топлива по времени. Получается по сути котел длительного горения. При нагреве емкости аккумулятора, котел постоянно работает на полную мощность, а это позволяет избежать появления смолистого конденсата в дымоходе и котле.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1042
Источник: https://znayteplo.ru/otoplenie/teploakkumulyator-ego-ustrojstvo-i-princip-raboty/

Конструкция теплонакопителя

Теплонакопитель стал первым устройством, появившемся на отечественном рынке, которое дает возможность применить все преимущества многотарифной системы учета электроэнергии. Этот прибор дает возможность экономить как производителям, так и потребителям электроэнергии:

  • благодаря использованию теплонакопителей, производители электроэнергии получают возможность выравнивать суточные графики потребления;
  • потребители электроэнергии получают экологически чистое тепло при минимальных затратах.

Электрический теплонакопитель состоит из структурных элементов. Он прост в использовании, а многие процессы можно регулировать вручную.

Корпус устройства изготовлен из листовой стали и покрыт жаропрочным лаком. Внутри находится теплонакопительное ядро с теплоизоляционной защитой. Внутри ядра расположены нагревательные элементы. Теплоотдача обеспечивается благодаря вентилятору. Вентилятор создает необходимый поток воздуха из помещения. Поток идет через систему каналов идущих от теплонакопительного ядра. Таким образом, происходит нагрев воздуха непосредственно возле отверстия выхода.

Смешивание потоков воздуха осуществляется при помощи смесительного клапана. Суточный цикл работы системы состоит из двух автономных режимов:

  • заряда и накопления тепла;
  • разрядки и теплоотдачи.

Минимальная конфигурация системы отопления, которая работает с использованием теплонакопителя: теплонакопитель — пускатель — комнатный реостат. Пускатель используется для подачи сигнала на включение или выключение ТЭНа.

Датчик комнатной температуры или реостат осуществляет управление встроенным в теплонакопитель вентилятором и тем самым регулирует процесс теплоотдачи. Таким образом осуществляется контроль температуры в помещении. Процессом накопления тепла можно руководить и вручную. Для этого на переднюю стенку теплонакопителя вынесен датчик контроля нагрева.

Для эффективной работы теплонакопителя необходимо установить многотарифный счетчик, в который вмонтировано устройство переключения тарифов. Этот блок раздельно учитывает электроэнергию потребляемую в различное время суток.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2090
Источник: https://Web-electric.ru/chto-takoe-elektricheskiy-teplonakopitel-i-v-chem-ego-preimushhestvo

Описание работы


Внутри теплонакопителя располагаются тепло-накопительные магнезитовые блоки, а между ними проходят трубчатые электронагреватели. В целях предотвращения неконтролируемой теплоотдачи нагревательное ядро должно быть изолировано от внешней среды теплоизоляционными пластинами. А для облегчения технического обслуживания и проведения профилактических работ теплонакопитель снабжают быстросъемными элементами (обычно это передняя и боковые панели). Воздух в теплонакопителе нагревается, проходя по специальным воздушным каналам, расположенными между накопительными блоками. Нагретый воздух поступает к выпускной решетке, откуда с помощью встроенного вентилятора направляется во внешнюю среду.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 704
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C

Как устроен теплоаккумулятор?

Как уже было сказано выше, ТА — емкость, в которой накапливается горячая вода (или другой теплоноситель). Чтобы все было наглядно, посмотрите на следующий рисунок:

Емкость имеет несколько патрубков для подключения различного оборудования:

  • Генератора тепловой энергии — котла, солнечного коллектора, теплового насоса.
  •  Пластинчатого теплообменника для нагрева горячей воды.
  • Различного котельного оборудования — группа безопасности, расширительный бак и так далее.

Материалы водосодержащей емкости

Водосодержащая емкость может быть изготовлена изготовлена из различных материалов:

  • Углеродистая сталь различных марок с нанесением (или без него) защитной эмали или лака на внутреннюю поверхность — наиболее дешевый и поэтому распространенный материал.
  • Нержавеющая сталь — самый долговечный материал, который не подвержен коррозии. Его главным недостатком является высокая цена.
  • Стекловолокно — из этого «экзотического» материала изготавливают разборные теплоаккумуляторы, которые собирает непосредственно на месте. Такой метод позволяет пронести ТА по самой узкой лестнице и собрать его точно в нужном месте. Если интересно, посмотрите а видео как это выглядит

Схема подключения теплоаккумулятора


Теперь давайте рассмотрим как аккумулятор включается в систему отопления:

Из этой схемы видно, что ТА включается в систему отопления как гидравлический разделитель (гидрострелка). Рекомендую прочитать отдельную статью посвященную этому полезному девайсу. Скажу вкратце, что такая схема включения исключает взаимное влияние разных циркуляционных насосов и позволяет обеспечить котел нужным объемом теплоносителя, что положительно сказывается сроке жизни теплообменника.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1701
Источник: https://znayteplo.ru/otoplenie/teploakkumulyator-ego-ustrojstvo-i-princip-raboty/

Виды электрических накопителей тепла


  1. Динамические, мощностью от 1200 Вт до 7500 Вт с весом от 100 до 300 кг.
  2. Статические, мощность от 850 Вт до 3400Вт, с весом от 50 до 170 кг.

Теплонакопитель водяной

Рис №3. Внешний вид и разрез водяного теплового аккумулятора

Наряду с твердотельными накопителями тепла используются и водяные теплоаккумуляторы. В системе отопления возможна завязка теплонакопителя с тепловым насосом и системой солнечных батарей также они могут играть роль дополнительного теплового источника. Если предусмотрено использование теплонакопителем солнечного коллектора или других источников необходимо наличие дополнительного змеевика. Стоимость водяного теплонакопителя цена колеблется от 12 до 113 тыс. руб.

Рис №4. Схема включения в отопительную систему водяного теплонакопителя

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 800
Источник: http://enargys.ru/teplonakopitel-dlya-otopleniya-vidyi-i-ekonomicheskiy-effekt/

Преимущества использования теплонакопителя

Основными преимуществами электрического теплонакопителя можно смело назвать:

  1. Экономичность. При использовании прибора с автоматикой стоимость 1 кВт потребляемой энергии будет меньше в 4 раза.
  2. Надежность. Прибор совершенно не требует особенного ухода или обслуживания. Практика использования показывает что средний срок службы теплонакопителя составляет до 30 лет.
  3. Пожаробезопасность. Внешняя оболочка прибора совершенно не нагревается и исключает возможность возникновения пожара.
  4. Универсальность. Существуют модели прибора различной мощности и размера. Благодаря этому, системы накапливания тепла можно использовать для помещений любых размеров. Может использоваться в качестве дополнительного источника обогрева.
  5. Экологичность. Теплонакопитель представляет собой не только чистый, но даже благоприятный для экологии и окружающей среды прибор. Нагревательные части не имеют контакта с воздухом и, следовательно, не сжигают находящийся в помещении кислород.
  6. Современность. Прибор изготовлен из современных материалов с использованием передовых технологий. На сегодняшний день считается перспективным механизмом для обогрева помещений во многих странах мира.

Электрический теплонакопитель представляет собой прибор аккумуляторного типа, который, в отличие от привычных нагревательных устройств дает возможность управлять процессом подачи тепла, и позволяет экономить расходы на электроэнергию.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1437
Источник: https://Web-electric.ru/chto-takoe-elektricheskiy-teplonakopitel-i-v-chem-ego-preimushhestvo

Состав системы отопления


В состав системы отопления с помощью теплонакопителей могут входить:

  • Необходимое количество теплонакопителей в зависимости от вида отапливаемого помещения, его характеристик и от прочих условий (объем помещения, теплоизоляционные свойства материалов, из которых изготовлено помещение, необходимый уровень поддерживаемой температуры и т. д.);
  • Необходимое количество комнатных терморегуляторов. Их количество зависит не только от количества отапливаемых помещений, но и от общей площади помещения (если речь идет о больших помещениях с неоднородной структурой теплоизоляции — например, наличие входных дверей в одной части помещения и их отсутствие — в другой);
  • Узлы двух тарифного или многотарифного учета электроэнергии и коммутационное оборудование.

В состав системы отопления могут также включаться блоки управления с датчиками погодных условий для управления уровнем зарядки и потребления электроэнергии теплонакопителем. Применение в составе системы отопления блоков управления оправдано при использовании нескольких теплонакопителей одновременно (более 5-7). Альтернативой блокам управления обычно служат манометрические терморегуляторы, которые располагаются на одной из сторон корпуса теплонакопителя.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1235
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C

Схемы подключения

Полная схема подключения ТА для системы отопления

Простейшая схема подключения предполагает наличие контурного кольца прогрева котла. Это даст возможность сократить время разогрева основного контура. Термостат не позволит прогонят через теплоаккумулятор холодный теплоноситель (воду или гликоль), пока температура не установится на требуемом уровне.

Как только это произойдет, теплоноситель распределяется в двух направлениях:

  1. Прогрев ТА.
  2. Прогрев основного бака.

В последнем случае предполагается перемешивание с теплоносителем и перенаправление в бак. Благодаря тому увеличивается КПД и сокращается время прогрева основного контура. Такое подключение дает возможность работать системе автономно (при выключенном насосе).

Отдельный контур сообщает ТА и радиаторы. Чтобы исключит необходимость контролировать работу отопительной системы, в ее состав вводится два байпаса:

  1. Содержит шаровый клапан, который перекрывается при выключенном насосе. В работу включается обратный клапан.
  2. Если насос остановлен, а шаровый клапан вышел из строя, прокачка теплоносителя производится по второму (резервному) байпасу.

Схему можно упростить, исключив обратный клапан. Это делают, мотивируя тем, что он характеризуется высоким сопротивлением потока. Прибегая к такому шагу нужно помнить, что в случае прекращения подачи электроэнергии придется вручную открывать шаровый клапан.

Более сложная система с использованием альтернативного источника энергии и контура горячего водоснабжения

Если отключения возможны, в систему включают альтернативный источник питания или бесперебойник. Это потребует дополнительных затрат. Целесообразность покупки данного оборудования проявляется после подсчета стоимости труб, фитингов, насоса и клапанов, которые могут прийти в негодность. В результате приобретение ИБП (источник бесперебойного питания) не кажется слишком дорогим удовольствием.

Подробный видео обзор системы

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1894
Источник: https://vremya-stroiki.net/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-princip-raboty/

Расчет объема теплонакопителя


Слишком малый объем неэффективен, большой нецелесообразен с точки зрения затрат и потери полезной площади помещения. Точный расчет выполнить невозможно ввиду отсутствия информации о теплопотери здания, особенно, если оно находится в стадии проектирования.

Однако есть возможность рассчитать максимально приближенно. В качестве исходных данных служит мощность котла и суммарная площадь всех отапливаемых помещений. Расчеты производятся следующим образом:

  1. Мощность нагревателя в киловаттах находится в прямой зависимости с площадью. 1КВт способен обогреть 10 м2. Если дом 120 м2, то котел должен выдавать 12 КВт. Необходимо заложить запас, чтобы оборудование не работало на предельной нагрузке (средний коэффициент – 1,5). Получается, нужно устанавливать котел 18 КВт.
  2. Пренебрегая объемом жидкости в трубах и радиаторах, принимается, что каждый киловатт мощности расходуется на разогрев 25 л. теплоносителя в теплоакуумуляторе. Перемножив две величины, получаем 450 л. Эта величина не предельная, ведь на прошлом шаге был заложен запас мощности 50%.

Заложенного запаса хватит на самую холодную зиму. Оборудование будет работать не на пределе возможности, а значит, прослужит долго.

Расчет по формуле

Существует множество сложных математических формул, позволяющих произвести вычисления

Самая простая формула выглядит так: m = Q / 1.163 х Δt,

Где:

  • Q – расчетное количество тепловой энергии, которую мы можем накопить. Это разница вырабатываемой мощности котла и необходимой нам для отопления;
  • m – масса воды в резервуаре, кг. Ее мы хотим вычислить;
  • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя, °С;
  • 1.163 кВт/кг – удельная теплоемкость воды.
Блок: 5/7 | Кол-во символов: 1679
Источник: https://vremya-stroiki.net/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-princip-raboty/

Полезное видео

Наглядно убедиться в преимуществах использования теплонакопителя вы можете, посмотрев видео ниже:

Несмотря на то, что стоимость данного прибора достаточно высока, он пользуется большой популярностью благодаря тому, что расходы на его приобретение быстро окупаются в процессе его эксплуатации.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 309
Источник: https://Web-electric.ru/chto-takoe-elektricheskiy-teplonakopitel-i-v-chem-ego-preimushhestvo

Онлайн калькулятор


*Если калькулятор показывает 0 (ноль), значить у вас нет излишков энергии, которые можно накопить.

Пояснения:

Паспортная мощность котла, она указана производителем. Если документы на оборудование не сохранились, найти характеристики можно с сети интернет.

Мощность, необходимая для отопления вашего дома. Рассчитывается специалистами по сложной форме, которая включает: объем помещения, систему отопление, энергоэффективность всего дома.

Температура подачи и обратки. Если в системе не установлены термометры, ее можно снять любым теплосъемником.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 560
Источник: https://vremya-stroiki.net/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-princip-raboty/
Кол-во блоков: 21 | Общее кол-во символов: 21217
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:

  1. https://Web-electric.ru/chto-takoe-elektricheskiy-teplonakopitel-i-v-chem-ego-preimushhestvo: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 3836 (18%)
  2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1939 (9%)
  3. https://prorab.guru/zagorodniy-dom/teplonakopiteli-effektivnost-rabotyi-i-ekonomiya-elektroenergii.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 4297 (20%)
  4. https://oventilyacii.ru/otoplenie/ustrojstvo-teploakkumulyatora.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2879 (14%)
  5. http://enargys.ru/teplonakopitel-dlya-otopleniya-vidyi-i-ekonomicheskiy-effekt/: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 800 (4%)
  6. https://vremya-stroiki.net/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-princip-raboty/: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 4133 (19%)
  7. https://znayteplo.ru/otoplenie/teploakkumulyator-ego-ustrojstvo-i-princip-raboty/: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 3333 (16%)




Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий