Тепловой аккумулятор в системе отопления. Тепловые аккумуляторы


Тепловые баки аккумуляторы для индивидуального отопления

Тепловые аккумуляторы подходят только для индивидуального отопления, так как теплоноситель подогревается циклично. В централизованных системах горячая вода в батареи подается постоянно с одинаковой температурой, поэтому смысла в накоплении тепловой энергии нет. ТА позволяет сгладить перепады температуры воды в контурах с ТТ котлом, увеличивает интервалы между загрузками топлива, экономит деньги на энергоноситель.

Что это такое тепловой аккумулятор для отопления и зачем он нужен

Тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления

Змеевиков может быть несколько, а может и не быть совсем.

Тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления – это герметичный резервуар, в котором находится теплоноситель. Объём зависит от площади помещения, но в принципе, чем больше ТА, тем лучше. В резервуаре есть 4 основных патрубка:

  • подача из котла;
  • подача из ТА в систему отопления;
  • обратка из системы отопления в ТА;
  • обратка из ТА в котел.

Аккумулятор тепла для системы отопления также называют буферной ёмкостью. Ее задача накопить тепло пока котел работает и постепенно отдавать его, когда нагреватель отключен. Теплопотери буферной ёмкости должны быть минимальными, поэтому его нужно утеплять. В идеале должен получиться большой термос. Аккумулирующая емкость для отопления в основном используется в контурах с твердотопливным котлом, но вполне применима в тандеме с газовым и электрическим нагревателем.

Тепловые аккумуляторы для электрических котлов отопления резонно использовать только в том случае, если у вас есть двухтарифный электрический счетчик. Ночью нагреватель будет работать по дешевому тарифу, а днем тепло в батареи будет отдавать буферная емкость.

Необходимость использования ТА вместе с твердотопливным котлом объясняется тем, что в топке нагревателя энергоноситель горит неравномерно, выделяя при этом разное количество тепловой энергии. Если подача от такого агрегата будет идти прямиком в контур отопления, батареи будут то холодными, то слишком горячими. Соответственно, в помещении будут значительные перепады температуры.

Тепловой аккумулятор для котла отопления стабилизирует систему таким образом, что в радиаторы всегда поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Кроме этого, ТА позволяет сократить количество загрузок энергоносителя в топку котла. Это не только удобно, но и выгодно. В буферной емкости может быть установлен змеевик, в котором будет греться вода для системы ГВС и электрические тэны для ускорения нагрева теплоносителя. Также  буферная емкость может подключаться к гелиосистеме.

теплый пол в ванной под плиткуЧтобы положить теплый пол в ванной под плитку не обязательно заливать стяжку. Некоторые электрические нагреватели можно класть в слой плиточного клея.

 

О том, как сделать теплый пол в бане от печки читайте в этой статье.

Принцип работы аккумулирующего бака в системе отопления

Бак аккумулятор в системе отопления

Подключение ТА к системе отопления и ГВС.

Бак аккумулятор в системе отопления заряжается всеми доступными способами (зависит от комплектации ТА):

  • от котла;
  • от солнца – посредством гелиосистем;
  • встроенными электрическими тэнами;
  • от печи или камина – подробнее про отопление дома печью читайте здесь.

Конструкция бака такова, что патрубки подачи находятся в верхней части, а патрубки обратки – в нижней. От нагревателя вода идет в верхнюю часть буферной емкости и сразу перетекает в систему отопления. При этом небольшая часть тепла передается остывшей жидкости в буферной емкости. Постепенно слои воды прогреваются и когда температура воды в верхней части сравняется с температурой воды в нижней части теплоаккумулятора – он считается заряженным. При этом котел может продолжать работать, но только все тепло будет идти прямиком в батареи.

Когда котел отключается, циркуляционные насосы продолжают работать и движение воды в системе не прекращается. Насос втягивает теплоноситель из буферной емкости и направляет его в батареи. Там жидкость остывает и возвращается опять в теплоаккумулятор. Постепенно вода в баке остывает. Чем больше объём теплового аккумулятора в системе отопления и чем лучше он утеплен, тем дольше контур будет функционировать без котла.

По этой причине ставить маленькую резервную емкость нет смысла. Чтобы посчитать объём нужно умножить площадь отапливаемого помещения на четыре, или же мощность котла на двадцать пять. Например, для дома 80 м. кв нужен теплоаккумулятор не менее 320 литров. Но, к сожалению, эффекта от такого ТА будет мало. Специалисты рекомендуют брать баки от 500 литров.

как залить теплый полПеред тем как залить теплый пол обязательно нужно утеплить рабочую поверхность пенопластом или ЭППС.

 

Какой толщины должен быть слой пенополистирола под теплый пол описано тут.

Как сделать аккумулирующую емкость своими руками

тепловой аккумулятор для отопления своими руками

Схема прямоугольного ТА без змеевика ГВС.

Проще всего, конечно же, купить тепловой аккумулятор для отопления. Цена 500 литрового бака из углеродистой стали с утеплением из пенополиуретана без змеевика ГВС составит около 400 долларов. Сумма не маленькая, тем более что конструкция его не такая уж и сложная, так что есть смысл сделать ТА самостоятельно.

Форма резервуара может быть любой, естественно, проще изготовить прямоугольный бак. Желательно использовать нержавейку, но если вариантов нет, подойдет и обычная черная сталь. Этапы изготовления теплового аккумулятора для отопления своими руками:

  • вырезаются заготовки из металла;
  • сваривается прямоугольный резервуар;
  • в верхней части на узких торцах ввариваются патрубки с резьбой для подачи – должны быть на одном уровне;
  • в нижней части узких торцов ввариваются патрубки с резьбой для обратки;
  • снизу привариваются ножки;
  • в конце бак утепляется;

Патрубки должны быть на узких торцах для того, чтобы расстояние между ними не было слишком большим. Благодаря этому батареи будут быстрее нагреваться при запуске котла. Если же расстояние между патрубками будет слишком большим, радиаторы не нагреются раньше, чем буферная емкость. Для утепления ТА проще всего использовать минеральную вату в рулонах, желательно с алюминиевой фольгой. Чем больше толщина слоя, тем лучше, но в пределах разумного.

utepleniedoma.com

принцип работы и основные характеристики

Проектируя систему отопления в доме, необходимо учитывать, что не всегда пик выработки тепла совпадает с пиком его потребления. Поэтому, учитывая рост цен на энергоносители, современные технологии стремятся усовершенствовать отопительное оборудование таким образом, чтобы была возможность использовать как можно большее количество тепла с наименьшими затратами в течение максимально продолжительного периода времени.

Вид терморегулятора изнутри

Одним из таких усовершенствований магистрали, является теплоаккумулятор. По сути это бак для накопления горячей воды. Принцип его работы основывается на высоком показателе теплоёмкости для воды – для нагревания воздуха на 4 0С необходимо охладить воду всего на 1 0С. Использование таких приспособлений, как теплоаккумулятор, позволяет ощутимо экономить затраты на отопление дома. Это устройство не относится к разряду сложных – его вполне возможно сделать своими руками, если есть желание избежать лишних финансовых расходов.

Теплоаккумулятор – принцип работы и основные характеристики

Принцип работы теплового аккумулятора выглядит довольно просто. К верхней его части подведена труба от твердотопливного, газового или электрического котла. По ней горячая вода поступает в бак. Остывая, она опускается в нижнюю часть, где расположен циркуляционный насос. При помощи этого насоса остывшая вода подаётся в обратную магистраль и движется в сторону котла для нового нагрева.

Любой котёл работает не постоянно, а ступенчато – периодически включаясь и выключаясь.

После прекращения работы котла теплоноситель попадает в бак, а на его место поступает горячая жидкость – сохранение её температуры обеспечил теплоаккумулятор. То есть, после того, как котёл прекратил нагрев, отопление и горячее водоснабжение продолжаются на протяжении временного отрезка, пока теплоаккумулятор держит тепло и сохраняет воду горячей.

На схеме 1 показана схема работы теплового аккумулятора в системе с применением твердотопливного котла.

Схема 1. Отопление с теплоаккумулятором с использованием котла

Проектируя и собирая систему отопления своими руками, вы можете ориентироваться на данную схему для того, чтобы не изобретать принцип подключения с нуля.

Основные задачи, которые выполняет теплоаккумулятор

Тепловые аккумуляторы устанавливаются в систему отопления для выполнения следующих задач:

  • Горячее водоснабжение дома.
  • Обеспечение стабильности температурного режима в доме.
  • Максимальное повышение коэффициента полезного действия отопительного оборудования, повышение эффективности его работы при минимизации финансовых расходов на обогрев дома.

Что собой представляет теплоаккумулятор

  • При необходимости создание общего контура, если имеется не один котёл, а два или больше.
  • Накопление тепловой энергии, которую в избытке вырабатывает котёл.

При всех преимуществах, теплоаккумулятор имеет и свои недостатки. Бак любой ёмкости всё-таки ограничивает ресурс горячей воды. Как бы мы ни увеличивали бак, всё равно объём нагретой жидкости остаётся лимитированным. Если мы используем бак больших размеров, нам необходимо выделить под него отдельную площадь – это не всегда возможно.

Собираем теплоаккумулятор своими руками

Собрать тепловой аккумулятор своими руками довольно несложно – его конструкция достаточно проста и выполнение всех работ вполне по силам даже человеку, не имеющему строительных навыков.

Для начала необходимо запастись следующими элементами:

    • Ёмкость, из которой будем изготавливать бак. Это может быть обычная металлическая бочка. Следует выбирать объём более 150 л – бак меньшего размера просто невыгоден с практической точки зрения.
    • Утеплитель – лучше всего минеральная вата.

  • Обыкновенный скотч.
  • Медная трубка для изготовления змеевика.
  • Плита из камня или бетона.

Для начала очищаем бочку от мусора, пыли и ржавчины, зачищаем все места, где может появиться коррозия. Убираем остатки содержимого – это можно сделать при помощи выпаривания. Снаружи выполняем утепление бака для того, чтобы сохранить тепло максимально в течение максимально продолжительного отрезка времени. Для этого оборачиваем ёмкость минеральной ватой, обматываем скотчем а по верху оборачиваем либо слоем фольги, либо листовым металлом.

Из медной трубки, изгибая её, делаем змеевик в виде спирали и располагаем его внутри бочки. В такой конструкции вода поступает снизу, а выводится сверху. Для этого привариваем вводной и выводной патрубки. Их необходимо оснастить кранами. Наш теплоаккумулятор, изготовленный своими руками, готов к работе.

Необходимо помнить о соблюдении всех требований пожарной безопасности. Для того, чтобы избежать пожара, тепловой аккумулятор лучше всего разместить на бетонной или каменной плите. Он должен быть снабжен всеми необходимыми датчиками контроля температуры и давления – это минимизирует риск возникновения аварийной ситуации.

Подключение теплового аккумулятора своими руками к системе отопления

Подключение теплового аккумулятора к магистрали можно без труда выполнить своими руками, если вы пусть даже поверхностно знакомы с системами отопления.

Пошагово процесс происходит следующим образом:

  • Обратная магистраль проходит через весь бак – на его концах делаем вход и выход размером полтора дюйма.
  • На трубе, которая соединяет обратку с аккумулятором, монтируется циркуляционный насос – он обеспечивает движение воды в сторону отсекающего крана, расширительного бака и отопительного прибора.
  • Магистраль подачи монтируют аналогично – на ней также необходим циркуляционный насос и отсекающий кран.

Наглядно схема подключения к магистрали показана на схеме 2.

Схема 2. Подключение теплоаккумулятора к магистрали отопления

Необходимо учитывать, что такая схема используется при условии, что для обогрева используется один котёл. Если же в магистрали присутствует более одного котла, подключение значительно усложняется.

Тепловой аккумулятор можно устанавливать в различных типах отопительных систем – где используется твердотопливный, газовый или электрический котёл. В любой из них его применение значительно повысит эффективность работы системы и снизит затраты на обогрев помещений.

Сегодня многие светлые умы предлагают большое количество различных вариантов модернизации систем отопления, которые используют тепловые аккумуляторы. Можно использовать дополнительное средство нагрева воды – например, электроэнергию, либо солнечный коллектор. Можно дополнительно утеплить ёмкость при помощи пенополиуретана – даже тонкий слой этого вещества сделает теплоизоляцию значительно эффективней. Можно разделить пространство бака на температурные зоны, что позволит делать разбор горячей воды дифференцированно, исходя из её температуры. Увеличив число патрубков, можно обеспечить подключение нескольких контуров.

Пространство для фантазии и усовершенствований бесконечно. Если у вас есть изобретательская жилка, вы сумеете самостоятельно придумать много возможностей сделать работу теплового аккумулятора более выгодной и удобной.

Заключение

Использование теплоаккумулятора в системе отопления позволяет ощутимо снизить расходы на обогрев дома при том, что коэффициент полезного действия системы значительно возрастает и появляются дополнительные функции, которые делают более совершенными её эксплуатационные характеристики.

Теплоаккумулятор своими руками

Конструкция теплоаккумулятора достаточно проста для того, чтобы сделать это устройство своими руками. Приложив немного усилий, терпения и смекалки, вы сможете минимизировать затраты на обогрев вашего жилья и повысить уровень температурного комфорта в доме. А тем, кто не имеет желания изготавливать устройство своими силами, современный рынок предлагает большой выбор различных моделей от отечественных и импортных производителей на любой вкус и финансовые возможности.

mynovostroika.ru

Тепловой аккумулятор :: Дом солнечного энергетика

Тепловой аккумулятор

Для каркасного дома нужно иметь тепловой аккумулятор (ТА) для снижения скачков температуры днем и ночью. О сезонном аккумулировании тепла - отдельная тема, пока рассмотрим суточное или многосуточное тепловое аккумулирование.

Реальных вариантов для материала для ТА всего 3:

  • вода
  • бетон или бетонные блоки (в крайнем случае кирпич, но у него теплоемкость меньше) 
  • грунт

Для аккумуляторов одинаковой тепловой емкости масса воды для водяного аккумулятора  примерно в 4 раза меньше. Однако, исходя из объема, разница между водяным и бетонным ТА получается не 4, а около 2 раз, т.к. бетон тяжелее воды.

Удельная теплоёмкость воды 4.19 кДж/(кг*K), при плотности 1000 кг/м.куб, у бетона удельная теплоёмкость 1.13 кДж/(кг*K), плотность 2242 кг/м.куб. Соответственно теплоёмкость воды на м. куб 4190, у бетона 2533. Отсюда получаем коэффициент 1.65, соответственно 200 м. куб бетона по теплоемкости соответствует 121.2 м3 воды.

Есть расчеты, что по стоимости ТА из воды процентов на 10-15 дешевле, чем ТА из бетона. Скорее всего эта разница не включает расходы на усиление фундамента.

Преимущества водяного ТА

  1. Меньшие масса и объем
  2. Возможность использовать температурную стратификацию
  3. Возможность установки нескольких теплообменников на разной высоте

Недостатки водяного ТА:

  1. Вода все-таки может протечь
  2. Вода может замерзнуть, поэтому нужно размещать водяной ТА таким образом, чтобы исключалась возможность его замерзания. Как вариант - размещение его под землей
  3. В конструкции водяного ТА  можно применять пластиковые емкости, которые не боятся замораживания. Если разместить их горизонтально с небольшим недоливом, то разрыв из-за замерзания будет исключен. Тут нужно продумать конструкцию, чтобы можно было легко заменять воду и проводить техническое обслуживание.

Идеи с forumhouse.ru

#458 Я так понял надо иметь три ТА. Длительный типа 5 кубов бетона с залитыми трубками под домом, суточный с водой и теплообменником, моментальный где при кристаллизации хим вещества выделяется тепло (принять душ, помыть посуду). 

#459 Тоже думаю о ТА. 1 Бетон и грунт- фундамент утепленный. Сброс излишков от СК, нагрев воздухом летом. 2 ТА низкотемпературный (+28С - +35С) для СК, когда пасмурно и сезонные емкости нагретые летом("длительные"). Использовать для нагрева фасадных стен (конечно внури дома) и холодной воды. 3 Возможно и еще более низкотемпературный ТА (+5С -+10С) утилизации уже после рекуператора ТО и канализации, такие температуры любит ТН. Догрев после ГК. 4 Конечно высокотемпературный ТА (+60С-+90С), для котла, ГВС, СК. 

 

По поводу большого ТА под домом - закапывать емкость с водой - опасно и недолговечно. Пластиковые баки дорогие - 10 кубов стоят около 73 тыр. Хотя, на avito.ru нашел кубовые пластиковые емкости в металлическом каркасе за 2,5 тыр. Они не для высоких температур - материал еврокубов HDPE (полиэтилен высокой плотности), температура плавления 130-135 градусов. Температура размягчения, 80-100 градусов для разных марок. #254, #260

 

Если делать металлический бак - возникает проблема коррозии. Водяной бак надо периодически чистить, следить, чтобы флора-фауна всякая не завелась. С форума подсказали, что можно делать бак из кровельной меди, она не ржавеет и бактерицидна, но на такой большой объем даже не представляю цену.

 

Вопрос - нужен ли отдельный фундамент для таких емкостей под домом? Как вписать эту конструкцию в УШП? Не будет ли потом сожалений из-за того, что или баки потекут-покосятся, или, еще хуже, УШП вокруг и на них прогнется-вспухнет-поломается?

 

Бетон десятками кубов заливать - неоправданно дорого.

Поэтому еще раз нужно внимательно посмотреть в сторону грунтового ТА. У меня под домом будет глина не несколько метров глубиной, вода через нее не проходит, УГВ низкий (на 5-6 метрах воды точно нет). Огородить объем грунта теплоизоляцией из ЭППС с организацией дренажа вокруг него - наверняка дешевле, чем заливать почти такой же объем бетоном.

 

Остается вопрос о тепловой стратификации, которая является большом преимуществом водяного ТА - но в грунтовом она тоже в какой-то мере должна быть.

Нужно продумать размещение труб теплообменника. Наверное, проще решать вопрос отбора тепла из различных зон установкой нескольких контуров теплообменника (например, внешние и внутренние петли) и тепловым насосом.

Нагревать ТА в грунте и бетоне более 20 градусов вряд ли получится, поэтому без ТН не обойтись.

 

Такой грунтовый ТА нужен не для сезонного аккумулирования тепла - его, даже полностью заряженного, все равно хватит только на несколько недель, - а для многосуточного аккумулирования излишков солнечной энергии и для сброса излишков тепла от СК летом.

 

С учетом вышесказанного, пока рабочий вариант такой:

1. Небольшой ТА на 500 л с несколькими теплообменниками и температурной стратификацией - для ГВС. Излишки из него идут во второй ТА. Также, можно предусмотреть переключение контура СК (или его части) на второй ТА после нагрева первого до 80С - это усложнит систему, но может повысить эффективность СК за счет уменьшения разницы между температурами окружающей среды и теплоносителя. Можно увеличить этот ТА до 700-1000 л, чтобы иметь запас ГВС на несколько пасмурных дней, чтобы уменьшить потребление электроэнергии. #273

Также, переключение или разделение СК необходимо будет при увеличении количества СК больше 5-4 шт.  #278 , т.к. мощности теплообменника в баке не будет хватать для полного отбора тепла от большого СК. 

2. Многосуточный ТА для накопления солнечной энергии и как буферный ТА для пеллетной или дровяной печи. Думаю, кубов на 5-8. Разместить под домом на этапе строительства фундамента. Сделать бетонную или металлическую коробку размером примерно 2,5*2,5*2 м, утеплить ее снаружи немного пенопластом (максимум 10 см. С него скидывать излишки тепловой энергии от СК летом. Не думаю, что вода там будет сильно греться, максимум до 60-70 градусов.

 

Другой вариант реализации многосуточного ТА - галечный по образцу, описанного в книге Андерсона "Солнечное проектирование".

 

 

В этом варианте появляется возможность использования воздушных солнечных коллекторов. При этом в зимнее время галечный ТА будет служить аккумулятором солнечной энергии и энергии от пеллетного камина. В летнее время можно использовать его для охлаждения помещения. 

В ТА нужно сделать несколько воздухозаборов/отверстия для выхода

1. забор воздуха

- в верхней части ТА - для подачи горячего воздуха от СК на стене и из чердака.

- в верхней части помещений - для забора горячего воздуха летом из помещений

- в нижней части со стороны столовой, со стороны кухни - для создания тяги через теплый ТА и выброса теплого воздуха из помещения наружу, для охлаждения ТА ночью, чтобы днем он мог охлаждать помещение.

2. выход воздуха - из нижней части ТА, прогретый СК воздух передается в помещение через ТА.

Летний режим. Запасать тепло внутри дома не нужно, а наоборот, нужно ночную прохладу. Вокруг ТА можно сделать теплоизоляцию, но скорее всего она не нужна. Если ночью нужно дополнительное тепло, можно запасать его днем, так как ТА имеет большую инерционность, то как раз к вечеру он прогреется от СК и можно будет от него забирать тепло. Если же ночью нужна прохлада, то в дневное время воздух от СК через этот ТА не прокачивается, а направляется на чердак в теплообменник грунтового или большого водяного ТА.

 

 

3. Грунтовый ТА под домом. Сделать несколько петель из ПНД в рамках периметра дома, вокруг второго ТА. Потери от второго ТА будут нагревать грунт, плюс, на эти петли можно летом скидывать тепло от фанкойлов. По периметру дома сделать вертикальную теплоизоляцию из ЭППС 10-15 см на глубину до 2-3 м. С учетом того, что большая часть земляных работ все равно должна производиться при обустройстве УШП, добавка к стоимости на такой ГТА должна быть небольшой - стоимость пары сотен метров ПНД с их укладкой, стоимость ЭППС для теплоизоляции периметра на глубину 2-3 м, стоимость траншеи по периметру для размещения этой теплоизоляции.

 

4. Ну и, конечно, тепловым аккумулятором будет ФП. Она должна обеспечить охлаждение летом и отопление зимой. 

По материалу второго ТА - т.к. он будет самодельным, то важен выбор материала. #275

 

❏ Pазличные виды пластиковых поверхностей, в первую очередь на основе полиэтилена, полипропилена, ПВХ, способствуют образованию на внутренней поверхности биопленок, в которых крайне охотно селится легионелла, особенно полиэтилены, некоторые пригодны для тепловой профилактики, хотя применяемые в ХВС типы как правило не рассчитаны на t 70-80 °С, уязвимы перед гиперхлорированием и озонированием и УФ (уязвимы не означает немедленной аварии после применения процедуры, а означает сокращение, а в некоторых случаях существенное, срока службы),

при снижении t до 50 °С демонстрируют высокие темпы вторичного расселения и роста легионеллы.

❏ Hержавеющая сталь в некоторой мере бактериостатична, в малой степени подвержена зарастанию и образованию биопленок, пригодна для всех видов профилактики, но сложна в монтаже и дорогостояща, а при снижении температуры до 50 °С демонстрирует эффект вторичного расселения и

роста колоний легионеллы.

❏ Mедные поверхности:

ярко выраженное бактериостатическое и бактерицидное действие — при сравнительных экспериментах при t = 25 °С KIWA лишь с пятой попытки сумела высадить на медной поверхности колонию легионелл), безусловно препятствуют росту колоний Л при t < 25 °С, после «теплового удара» при охлаждении до 50 °С единственные, на поверхности которых легионелла не восстанавливается. В наиболее опасном диапазоне t 38-42 °С колонии легионелл, тем не менее, размножаются, хотя их количество и темпы роста наименьшие, причем на два порядка, по сравнению с пластиками и оцинкованной сталью.

Взято тут - http://www.c-o-k.com.ua/content/view/1344Получается, что пластиковый бак с точки зрения развития легионелл и прочей живности - не вариант. Хотя воду оттуда пить не будут, но периодически его нужно обеззараживать, а пластик к химии слабостоек. Учитывая, что бак закапывается в грунт практически навсегда, то такая экономия может выйти боком.

 

Основное отопление будет грунтовым ТН. Пока не решил - будет ли это многоэтажка или несколько скважин метров по 8-10 глубиной. Говорят, 20 таких скважин хватает на отопление дома 200 м2 (хорошо утепленный, но без фанатизма, каркасник).

См. также #313

 

Стена Тромба

Большие окна - это хорошо с точки зрения поступления света. Но зачастую (особенно летом) слишком много света "напрягает", а излишняя открытость солнечному свету приводит к выцветанию мебели, тканей, ковров и т.п., находиться на ярком солнце тоже некомфортно. Есть вариант размещения тепплоаккумулирующей массы внутри дома пере окнами

 

 

В этом случае полезная солнечная энергия улавливается стеной, но яркий свет не проникает вглубь помещений.

Ссылки по теме

Phase Change Material Trombe Wall

Масса и место размещения теплоаккумулятора

Еще интересная информация по тепловым аккумуляторам

Немецкий ТА с использованием энергии замораживания воды. Энергия кристаллизации 1 л воды - 0.8 кВт*ч, что равнозначно энергии нагрева 1 л воды с 0 до 80С.

Демонстрационный дом в Мичигане, США. Построен в 1994 году.

Грунтовый ТА из песка, изолирован от фундаментной плиты 5 см ЭППС. Тепло сохраняется несколько месяцев. На 42 минуте видео показана таблица переключения кранов для перераспределения солнечной энергии между грунтовым ТА (ГТА), фундаментной плитой (ФП) и т.п. Солнечная система - drainback, одноконтурная, одна и та же вода проходит через коллекторы и через ГТА и ФП.

 

На 49 минуте говорится о том, что для разогрева даже такого суперутепленного дома необходимо минимум полдня, т.к. дом имеет большую термическую массу в виде фундамента и дровяной печи. Что, в принципе, подтверждается цитатой  #229

"... конструктор каркасников советовал держать круглогодичную температуру не ниже +7...+10грЦ, если хозяева собираются периодически приезжать на выходные зимой. (Если зимой совсем не пользоваться, то можно без проблем консервировать) Он же предупреждал, что ТП в плите прогревает помещение не за пару- тройку часов, а сутки- двое."

 

Дом не имеет кондиционеров, летом не бывает жарко. В восточной части дома 2 спальни, соединенные с солярием, который позволяет также иметь комфортную температуру в течение всего года.

На 54 минуте показаны трубы, которые были использованы в ГТА и в ФП. На 56 минуте говорится о том, что нужно делать теплоизолированую дверь и хорошо теплоизолировать помещение, где расположены баки и т.п., т.к. иначе тепло проникает в помещения и летом нагревает их, что нежелательно.

Фотоэлектрическая система старая, силовая электроника тоже. СБ были установлены б/у с какой то большой станции.

 

Thermal Storage Solutions - Roy House В этом доме применен водяной ТА примерно на 9 кубов, который может запасать до 440 кВт*ч энергии. В системе гликолевая петля от СК, через теплообменник отдает тепло теплым полам (вода). Также есть аварийная петля с насосом постоянного тока для сброса излишков тепла от СК в землю. Контроллеры и аварийный насос питаются от АБ 12В.

Тепловой аккумумулятор на 50 м3 Еще ТА на 130 м3

15.05.2018

dom.solarhome.ru

Тепловой аккумулятор — ТеплоВики - энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении

Тепловой аккумулятор — устройство для аккумулирования тепловой энергии основанное на использовании физического или химического процесса, связанного с поглощением и выделением теплоты. К основным из них относятся накопление-выделение внутренней энергии при нагреве-охлаждении твердых или жидких тел, фазовые переходы с поглощением-выделением скрытой теплоты, процесс сорбции-десорбции или обратимая химическая реакция, протекающая с выделением-поглощением тепла.

Аккумуляцией (аккумулированием) тепловой энергии или аккумуляцией теплоты называется процесс накопления тепловой энергии в период ее наибольшего поступления для последующего использования, когда в этом возникнет необходимость. Процесс накопления энергии называется зарядкой, процесс ее использования – разрядкой.

Классификация тепловых аккумуляторов

По типу процесса в аккумуляторах теплоты различают:

  • тепловое аккумулирование энергии твердыми и жидкими телами за счет изменения температуры вещества — теплоёмкостная аккумуляция;
  • тепловое аккумулирование энергии посредством использования теплоты фазового перехода;
  • термохимическое аккумулирование тепловой энергии.

По временному фактору использования аккумуляторов теплоты различают:

  • тепловые аккумуляторы краткосрочного (суточные) действия — цикла работы (зарядка/разрядка) не превышает продолжительности суток;
  • тепловые аккумуляторы долгосрочного действия — продолжительность процесса зарядки и разрядки превышает продолжительность суток (может достигать недельного, месячного и годового периода).

Конструктивное различие между первыми и вторыми сказывается в первую очередь на их размерах, что связано с необходимостью аккумулирования разного количества теплоты. Кроме того, тепловые аккумуляторы долгосрочного действия необходимо хорошо теплоизолировать из-за необходимости длительного хранения запасенной теплоты.

По интервалу рабочих температур тепловые аккумуляторы можно разделить на 4 группы:

  • для производства холода — Т < 20 °С
  • низкотемпературные — 20 °С < Т < 200 °С
  • среднетемпературные — 200 °С < Т < 500 °С
  • высокотемпературные — Т > 500 °С

Наиболее широкое применение нашли низкотемпературные тепловые аккумуляторы, использование которых связано с системами жизнеобеспечения человека, экологически чистыми способами производства энергии и оптимизацией потребления энергии.

Использование тепловых аккумуляторов для производства холода связано с необходимостью хранения пищевых продуктов и медицинских тканей, в том числе в условиях транспортировки.

Средне- и высокотемпературные тепловые аккумуляторы пока не нашли широкого применения в промышленности. Применение среднетемпературных тепловые аккумуляторы связано в основном с энергетическими установками (например, солнечные электростанции) и системами утилизации тепла.

Высокотемпературными тепловые аккумуляторы могут найти применение в металлургии и энергетике.

Теплоёмкостная аккумуляция

Водяные тепловые аккумуляторы Reflex

Теплоёмкостная аккумуляция основана на способности веществ запасать энергию при нагревании. Вещества, используемые для накопления тепловой энергии, называются теплоаккумулирующими материалами. При этом количество аккумулированной энергии зависит от температуры, на которую нагревается теплоаккумулирующий материал, и его удельной теплоемкости. Этот способ является наиболее простым и давно применяется, например, при отоплении печами, которые выполняются достаточно массивными и накапливают во время нагрева тепло, которое затем постепенно расходуется на обогрев помещения. С точки зрения величины удельной теплоемкости, т.е. способности аккумулировать теплоту в расчете на 1 кг массы, одним из самых хороших является вода.

Тепловые аккумуляторы с использованием теплоты фазового перехода

В данном типе тепловых аккумуляторов аккумулирование тепловой энергии основанное на использовании обратимого процесса фазового перехода плавление-затвердевание. В этом случае в качестве теплоаккумулирующего материала используется фазоменяющий материал. Реализация этого способа оказывается более сложной, из-за необходимости усложнения конструкции. Однако в таких тепловых аккумуляторах на единицу объема запасается гораздо большее количество теплоты. При этом процесс зарядки и разрядки может быть осуществлен в узком температурном диапазоне, что оказывается очень важным при необходимости работы тепловых аккумуляторов в условиях небольших температурных напоров.

Некоторые применения тепловых аккумуляторов с использованием теплоты фазового перехода

Пленочная теплица с аккумулятором теплоты в грунте:   1 - теплица   2 - аккумулятор тепла   3, 4 - каналы   5, 6 - трубы   7 - вентилятор Тепловой аккумулятор для автомобиля
В строительстве

Стеновые панели с использованием фазоменяющих материалов. Как правило, это смесь бетона с парафином или с включенными в него небольшими капсулами, содержащими фазоменяющий материал. Панели с фазоменяющими материалами используются в качестве ограждающих конструкций здания и поглощают излишнее тепло в дневное время, отдавая его в ночное, когда отсутствует поступление солнечной радиации. Резкие перепады между дневными и ночными температурами особенно характерны для климата пустынь и полупустынь. Эффективность их использования так же связана с тем, что в них сочетаются свойства тепловой защиты, термостабилизатора и собственно аккумуляции тепла. При этом конструкция системы аккумулирования оказывается предельно простой.

В сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве тепловые аккумуляторы используются для обогрева теплиц в ночное время с использованием тепла накопленного в светлое время суток. Вентилятор осуществляет циркуляцию воздуха в теплице через тепловой аккумулятор. Избытки тепла в дневное время служат для зарядки теплового аккумулятора, а в ночное время тепловой аккумулятор разряжается и подогревает воздух в теплице.

В системах вентиляции

Применение тепловых аккумуляторов в системах вентиляции для сглаживания перепадов температур в дневное и ночное время. В дневное время происходит зарядка аккумулятора и охлаждение поступающего воздуха, а ночью его нагрев и, соответственно, разрядка теплового аккумулятора. Резкие перепады между дневными и ночными температурами особенно характерны для климата пустынь и полупустынь.

В системах электроотопления и электрического нагрева воды для горячего водоснабжения

Применение тепловых аккумуляторов для зарядки путем электронагрева в ночное время и использование теплоты в дневное позволяет значительно сократить расходы на электрическую энергию за счёт потребления электроэнергии в ночное время по более низкому тарифу.

В автомобильной промышлености

Применение тепловых аккумуляторов для облегчения пуска двигателя и обогрева салона автомобиля в холодное время. Теплота, запасается во время работы двигателя и может храниться в течение нескольких дней. Для этого тепловой аккумулятор помещается в сосуд Дьюара (термос), обеспечивающий наилучшую теплоизоляцию.

Впервые тепловой аккумулятор предложил канадский конструктор Оскар Шатц. Первые автотермосы появились в Канаде под брендом Centaur, эта компания функционирует и поныне. Среди отечественных разработчиков термосов лидерами можно назвать «Автоплюс МАДИ» и «АвтоТерм».

Термохимическое аккумулирование тепловой энергии

Способ термохимического аккумулирования тепловой энергии основан на использовании обратимых химических реакций. Он позволяет запасать тепловой энергии на единицу массы больше, чем в первых двух случаях, но сложен в реализации.

ru.teplowiki.org

Теплоаккумулятор: предназначение и конструкция

Содержание статьи

Эффективный обогрев частного дома – это важный компонент комфорта любой семьи. Хотя современные котлы отопления, работающие на различных видах топлива, способны обеспечить максимум удобств, постоянный рост тарифов требует изыскивать возможности, позволяющие сокращать издержки, сопряженные с получением столь необходимого для жизни людей тепла. Одной из таких возможностей является использование устройства под названием «теплоаккумулятор», которое обладает уникальной способностью накапливать тепло, а затем отдавать его сразу же, как возникает потребность в тепловой энергии.

Что же такое теплоаккумулятор для котлов отопления?

Эти устройства, представляющие собой разновидность буферной емкости, обеспечивают накопление избыточного тепла, снижая в результате уровень нагрузки на котел отопления. Накопленная ими тепловая энергия поступает в отопительную систему по мере необходимости, то есть по мере остывания циркулирующего в системе теплоносителя. Как только система прогревается до температуры теплоаккумулятора, процесс передачи тепла прекращается.

Теплоаккумулятор

 

Аккумулятор тепла и его достоинства

Вполне понятно, что отопление частного дома представляет собой серьезную статью всех эксплуатационных затрат. Использование же теплоаккумуляторов позволяет сократить расход топлива (твердого, жидкого, электроэнергии) и, следовательно, уменьшить итоговую стоимость отопления. Эффект от этих устройств особенно ощутим, когда размеры обогреваемого дома достаточно велики.

Теплоаккумулятор ALTEP S00

 

К другим важным достоинствам, возникающим в ходе эксплуатации теплоаккумуляторов, следует отнести:

  • сокращение времени активной работы котлового оборудования, что в итоге выливается в уменьшение его износа и увеличение срока его эксплуатации;
  • возможность поддержания температуры в отапливаемом помещении даже при прекращении процесса горения в топке котла или при отключении электричества;
  • полную безопасность этих устройств.

Совокупность перечисленных выше достоинств является залогом высокой рациональности использования тепловых аккумуляторов. Благодаря этим устройствам, домовладельцам удается обеспечить максимальный тепловой комфорт в доме, снизив при этом расходы, связанные с отоплением.

Общая характеристика конструкции и принципа работы

К достоинствам аккумуляторов тепла следует отнести и простоту их конструкции, основой которой является бочка большого объема, изготавливаемая из нержавеющей стали. Во внутренней полости этой бочки находится несколько слоев качественной теплоизоляции, гарантирующей сохранение тепловой энергии вплоть до того момента, когда потребуется ее передача в дом. Рабочим органом устройства, обеспечивающим сохранение тепла, является незамерзающий антифриз. Для эффективной передачи ему тепловой энергии внутри бочки может устанавливаться змеевик из меди или из других металлов.

Устройство теплоаккумулятора

 

В том случае, когда в системе отопления дома используются электрические котлы, подогрев воды в их внутренней полости обеспечивается с помощью тэнов различной мощности. Поскольку энергопотребление таких котлов довольно велико, то целесообразно и более экономично подключать их лишь на ночное время, когда действуют пониженные тарифы. Тепловой аккумулятор, накопивший за ночь определенное количество тепловой энергии, начнет отдавать ее в систему отопления, когда котел будет отключен и когда температура в системе начнет понижаться.

Поскольку конструкция аккумулятора тепла достаточно проста, изготовить теплоаккумулятор своими руками – не такая уж сложная задача для человека, обладающего достаточными навыками работы со слесарным оборудованием. Именно этому вопросу мы и намерены посвятить нашу очередную статью.

Тепловой аккумулятор

 

Более подробно о принципе работы теплоаккумулятора для котлов отопления вам расскажет вот это видео:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Всего опубликовано статей: 70.

www.allremont59.ru


Смотрите также