Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии представляет собой не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения труб водяного отопления. Буферный бак выполняет 2 функции: аккумулирует избыточное тепло и обогревает дом в периоды бездействия котла. Теплоаккумулятор заменяет отопительный агрегат в 2 случаях:

1. При отоплении дома печкой с водяным контуром или котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительный бак работает на отопление в ночное время, после того, как прогорят дрова или уголь. Благодаря этому владелец дома может спокойно отдохнуть, вместо того, чтобы бежать в котельную. Это комфортно.
2. Когда источником тепла является электрокотел, а потребление электроэнергии регистрируется с помощью многотарифного счетчика. Энергия по ночной цене вдвое дешевле, поэтому днем ​​система отопления полностью питается от теплового аккумулятора. Это экономично.

Важная точка. Бак – аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно поддерживать постоянно без буферной емкости, поглощающей избыточное тепло. Чем эффективнее сгорает древесина, тем меньше она расходуется. Это касается и газового котла, эффективность которого снижается на режимах малого сгорания.

Накопительный бак, наполненный охлаждающей жидкостью, работает по простому принципу. Пока теплогенератор обогревает помещения, вода в баке нагревается до максимальной температуры 80-90°С (заряжается аккумулятор тепла). После отключения котла горячий теплоноситель из накопительного бака начинает поступать к радиаторам, обеспечивая отопление дома в течение определенного времени (батарея отопления разряжается). Продолжительность работы зависит от объема бака и температуры наружного воздуха.

Как работает теплоаккумулятор заводского изготовления

Простейший бак для хранения воды заводского изготовления, показанный на схеме, состоит из следующих элементов:

• основной бак цилиндрической формы, изготовлен из углеродистой или нержавеющей стали;
• слой теплоизоляции толщиной 50-100 мм в зависимости от используемого утеплителя;
• внешняя оболочка – тонко окрашенная металлическая или полимерная оболочка;
• соединительная арматура, встроенная в основной контейнер;
• зенковки для крепления термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели теплоаккумуляторов для систем отопления дополнительно оснащаются змеевиками для горячего водоснабжения и отопления от солнечных коллекторов. Еще одна полезная опция – блок электронагревательных элементов, встроенный в верхнюю зону бака.

Примеры самодельных теплоаккумулирующих емкостей для отопления

ТА для дешевого отопления электричеством

Этот аккумулятор тепла был сделан для электрического котла. С его помощью сохраняется тепло при ночном тарифе. Мощность оказалась большой, чтобы ускорить процесс и иметь определенный запас мощности на случай сокращения срока действия ночного тарифа, были установлены три дополнительных ТЭНа по 2 кВт каждый. Подключаются звездой к трехфазной сети.

Этот теплоаккумулятор изготовлен из обычного стального листа толщиной 4 мм

По материалам:

• размер бака – 1,5*1,5*0,75 м (объем около 1,7 м³), толщина листа – 4 мм (часть листа пошла 1,5*6 м);
• чугунный радиатор – 7 секций;
• металлический уголок – приварен по периметру верхней части для фиксации крышки;
• резиновая прокладка на клеевой основе – для герметизации той же крышки;
• металлическая арматура – ​​арматура с наружной резьбой, запорная арматура;
• электроды для сварки.

Сам процесс сборки контейнера прост – вам необходимо:

• Все швы проварить, зачистить, покрыть грунтовкой.
• Проделайте отверстия для труб, установите и приварите фитинги.
• Приварите «ленточки» внутри бака».
  Закрепить радиатор/теплообменник можно приварив проставки (или уголки) на нужном уровне)

  Вот так открывается крышка

  

  Это бак-аккумулятор тепла в готовом виде

  

  Вид сверху

  

  Нагревательные элементы установлены внизу – нагревают самый холодный слой

  

  Литые и сварные фитинги

  

  Чтобы стены не «раздулись»

• Просверлите углы с шагом 15-20 см. Это отверстия для крепежных шурупов, затем – обвязка из угла.
• Очистка мест сварки (всех), грунтовка, покраска.
• Загрунтуйте и покрасьте все поверхности внутри и снаружи.
• Очистите, дважды загрунтуйте и покрасьте чугунный змеевик/теплообменник.
• Подсоедините аккумулятор к клеммам, предназначенным для теплообменника, и зафиксируйте его в баке.
• Приклейте резиновую прокладку по периметру крышки бачка. Лучше клеить целиком – так будет более герметично.

Крепится на пенопласт толщиной 10 см. После заполнения не было замечено проседаний

Готовый резервуар монтируется на слой пенополистирола высокой плотности (10 см), облицовывается по бокам и сверху матом из минеральной ваты толщиной 10 см. К стенкам приклеивается утеплитель. В процессе эксплуатации бак и комплектующие начали сильно ржаветь. Замедлить процесс помог магниевый анод, установленный внутри.

Самодельный герметичный бак из нержавеющей стали

Аккумулятор тепла объемом 4 куб метра собран в систему отопления с угольным котлом мощностью 56 кВт (отапливаемая площадь 190 м²). И мощность котла, и размеры бака взяты с очень большим запасом – хозяин хочет топить в мороз не чаще раза в сутки, при небольшом минусе – раз в два-три дня. С такими параметрами ему это удается. В систему планируется подавать теплоноситель с температурой не выше 50 °С, поэтому радиаторы в помещениях устанавливаются с двойным запасом (расчет производился по площади). Каждый радиатор имеет термостаты, что позволяет регулировать температуру в каждой комнате отдельно. Для самодельного теплоаккумулятора использовалась пластина из нержавеющей стали толщиной 2 мм.

Конструктивные особенности: самодельный теплообменник. Он также изготовлен из листового металла. Он состоит из двух пластин, между которыми приварены полоски металла. Эти полоски являются направляющими для потока охлаждающей жидкости. Они немного не доходят до одного из краев, расположены так, чтобы ток шел «змейкой».

Вот так привариваются «направляющие» для потока теплоносителя из котла

Размер теплообменника оказался большим. Чтобы конструкция не сдвинулась, крышку помимо обваривания стянули по площади скобами, а места установки обварили пластинами из той же нержавеющей стали. Для проверки герметичности было проведено испытание давлением 3,5 атм. Все целое, протечек нет.

Это готовый теплообменник. Он должен быть установлен под углом в теплоаккумуляторе

К сварке самого кузова вопросов практически не возникает. Единственное, что может быть интересно, так это то, что сваривали мы обычным сварочным инвертором, но TIG-горелкой (купленной в специализированном магазине). Также был приобретен резервуар с аргоном, поэтому нержавеющая сталь была подготовлена ​​в среде аргона.

Вот так выглядит корпус ТА

По верхнему краю приварили уголок, а к углу приварили шпильки. На них будет установлена ​​крышка с резиновой прокладкой.

верхний край с булавками для фиксации крышки

Поскольку контейнер большой, его не выдержит даже плотный пенопласт. Поэтому под него сварили подставку из стального уголка.

Подставка для почти готового теплоаккумулятора

Все это установлено в котельной. Резервуар был обшит со всех сторон минеральной ватой толщиной 15 см, поверх утеплителя обшит OSB и покрашен. Когда все готово, все выглядит хорошо.

Это теплоаккумулятор своими руками

По результатам операции. При морозах до -25°С обогревать необходимо один раз в день. При температуре -7°С или -10°С — один раз в двое суток. Когда еще теплее, это встречается еще реже.

Разновидности аккумулирующих тепло моделей

Все буферные емкости выполняют практически одну и ту же функцию, но имеют некоторые конструктивные особенности.

Производители выпускают три типа запоминающих устройств:

• полые (без внутренних теплообменников);
• с одной или двумя катушками, что обеспечивает более эффективную работу оборудования;
• со встроенными бойлерными баками небольшого диаметра, предназначенными для корректной работы индивидуального комплекса горячего водоснабжения частного дома.

Аккумулятор тепла подключается к котлу, а линия связи к системе отопления дома через резьбовые отверстия, расположенные во внешнем корпусе агрегата.

Как работает пустотелый агрегат?

Устройство, не имеющее внутри ни змеевика, ни встроенного бойлера, является одним из самых простых видов оборудования и стоит дешевле своих более «навороченных» аналогов.

Он подключается к одному или нескольким (в зависимости от потребностей владельцев) источникам энергии через центральные коммуникации, а затем через 1 ½ трубы направляется к точкам потребления.

Планируется установить дополнительный нагревательный элемент, работающий на электрической энергии. Установка обеспечивает качественный обогрев жилого помещения, минимизирует риск перегрева теплоносителя и делает эксплуатацию системы полностью безопасной для потребителя.

Когда в жилом доме уже имеется отдельная система горячего водоснабжения и владельцы не планируют использовать солнечные источники тепла для обогрева помещения, разумно сэкономить и установить полый буферный бак, где будет располагаться вся полезная площадь бака отдается охлаждающей жидкости и не касается змеевиков

Теплоаккумулятор с одним или двумя змеевиками

Тепловой аккумулятор, оснащенный одним или двумя теплообменниками (змеевиками), является прогрессивным вариантом для оборудования широкого спектра применения. Верхний змеевик в конструкции отвечает за отбор тепловой энергии, а нижний осуществляет интенсивный нагрев самой буферной емкости.

Агрегат, оснащенный теплообменниками, имеет более высокую цену, чем пустотелый агрегат, но затраты здесь полностью оправданы. Устройство существенно расширяет функциональные возможности системы и делает работу намного эффективнее

Наличие в агрегате теплообменных агрегатов позволяет круглосуточно получать горячую воду для хозяйственных нужд, обогревать бак от солнечного коллектора, обогревать подъездные пути и максимально эффективно использовать полезное тепло для других практических целей.

Модуль с внутренним бойлером

Теплоаккумулятор со встроенным бойлером – это прогрессивное устройство, которое не только аккумулирует избыточное тепло, выделяемое котлом, но и обеспечивает подачу горячей воды в кран для бытовых нужд.

Внутренний бак котла изготовлен из нержавеющей легированной стали и оснащен магниевым анодом. Он снижает уровень жесткости воды и предотвращает образование известкового налета на стенках.

Владельцы самостоятельно выбирают нужный объем буферной емкости, однако эксперты утверждают, что покупать бак объемом менее 150 литров нет практического смысла

Устройство такого типа подключается к различным источникам энергии и корректно работает как с открытыми, так и с закрытыми системами. Контролирует уровень температуры рабочего теплоносителя и защищает отопительный комплекс от перегрева котла.

Оптимизирует расход топлива и уменьшает количество и частоту погрузок. Совместим с солнечными коллекторами всех моделей и может служить заменой гидравлической стрелы.

Расчет объема теплоаккумулятора

Расчет теплового аккумулятора для твердотопливного котла позволяет составить схему наиболее подходящего теплового аккумулятора для конкретной ситуации. Он начинается с определения следующих показателей:

1. Количество тепла, необходимое для обогрева дома.
2. Продолжительность простоя котла.

Например, имеется дом площадью 200 кв м. Для его отопления, а также для горячего водоснабжения с косвенным бойлером на 50 литров необходимо создать 33 кВт/час тепла. Если котел простаивает 6 часов, тепловой аккумулятор должен за это время отдать 33*6=198 кВт. Соответственно, прежде чем котел выключится, он должен накопить это количество тепла.

Еще один момент: по системе отопления может циркулировать теплоноситель с температурой 65, 70 или 85°С. Этот показатель может варьироваться. Дайте воде, нагретой до 70 °C, стечь в контур радиатора. Из котла может вытекать вода, нагретая до 110°C. Оставьте температуру на уровне 95 °C. Нагретая вода в теплоаккумуляторе будет иметь такую ​​же температуру. Разница температур составляет 25°С .

При охлаждении до этой температуры 1 литр воды потеряет 0,0012*1*25 = 0,03 кВт. Число 0,0012 — это удельная емкость воды, выраженная в кВт/(кг*°С). Число 1 — это вес 1 литра воды. Чтобы аккумулятор тепла выдавал мощность 198 кВт, объем должен составлять 198/0,03 = 6600 литров. Это 6,6 кубических метров. Этот объем имеет цилиндр высотой 2,5 м и диаметром 1,8 м.

Методика проведения работ

Чтобы бочка была герметичной, следует использовать резиновый уплотнитель. Делая буферную емкость для твердотопливного котла объемом 300 л, необходимо взять две бочки по 150 л, соединив их, приварить снизу и сверху распорку. Эти элементы могут быть вершинами. Профильная труба разрезается на 4 секции, длина каждой из них 10 см. Эти заготовки будут ножками контейнера. Они приварены к тепловому аккумулятору.

А если вы захотите изготовить цилиндрическую емкость из металлических листов толщиной более 2 мм, согнуть материал без прокатного станка будет практически невозможно. Поэтому изготовление теплоаккумулятора по этой технологии лучше доверить специалистам.

Принцип работы теплосберегающего изделия

Теплоаккумулятор работает по простейшей схеме. Сверху к агрегату подсоединяется труба от газового, твердотопливного или электрического котла.

Горячая вода поступает через него в накопительный бак. Охлаждение в процессе опускается к месту расположения циркулярного насоса и с его помощью возвращается в основной проход для возврата в котел для следующего нагрева.

Установка теплоаккумулятора предотвращает перегрев теплоносителя при работе котла на полную мощность и обеспечивает максимальную теплоотдачу при экономном расходе топлива. Это снижает нагрузку на систему отопления и продлевает срок ее службы

Котел любого типа, независимо от вида топливного ресурса, работает ступенчато, периодически включаясь и выключаясь при достижении оптимальной температуры ТЭНа.

При прекращении работы охлаждающая жидкость поступает в резервуар, а в системе ее заменяет горячая жидкость, не охлаждаемая из-за наличия теплового аккумулятора. В результате даже после того, как котел выключится и перейдет в пассивный режим до следующей подачи топлива, батареи еще некоторое время остаются теплыми, а из крана течет горячая вода.

Несколько слов о модернизации

Схема подключения

При необходимости установленный нами тепловой аккумулятор можно легко модернизировать. Есть несколько способов.

1. Ниже мы можем установить дополнительный теплообменник, благодаря которому будет аккумулироваться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных объектов, использующих солнечную энергию для обогрева помещений.
2. Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что даст более выраженное расслоение воды по температуре. Актуально для многоконтурных систем.
3. Можно немного увеличить бюджет и утеплить стенки бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал еще больше снизит теплопотери.
4. Мы можем увеличить количество труб и подключить теплоаккумулятор к более сложной системе отопления, построенной на основе нескольких независимых контуров. Актуально для систем отопления, обслуживающих большие дома, в которых используются котлы высокого КПД.
5. Можем установить дополнительный теплообменник для хранения воды. Его можно использовать для различных хозяйственных и хозяйственных нужд.

Солнечный коллектор. Абсорбер частично изогнут в форме буквы U. Практически замкнут в кольцо. Общий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора

Теперь у вас есть все необходимые знания, чтобы самостоятельно собрать, установить, подключить и модернизировать тепловой аккумулятор.

Дополнение к вопросу материалов

Что касается трубы с резьбой, то она должна быть представлена ​​семью отрезками диаметром 20 мм и четырьмя отрезками, каждый из которых имеет диаметр 10 мм. Профильная труба должна иметь следующий размер: 5 х 5 см или 4 х 4 см. Уголок должен иметь полку 3 см. Резиновую прокладку следует выбирать толщиной от 5 до 10 мм.

Система патрубков

В готовой металлической емкости сверлятся отверстия для сварки труб. Их должно быть много, а именно:

• 3 для термометров (они распределены по одной стороне);
• 2 для датчиков температуры. Диаметр этих фитингов составляет 0,5 дюйма;
• 4 штуцера на две катушки. 2 из них ставятся своими руками на самом верху. 2 – ближе к низу. Диаметр ¾ дюйма. По большинству схем эти трубы следует делать двусторонними. То есть они должны выступать с обеих сторон стены;
• 2 трубы для подачи и слива холодной воды в сам бак. Диаметр — ¾ дюйма. Благодаря этому можно будет охладить бак в случае его перегрева;
• 2 трубки на верхней стороне. Диаметр — 1 дюйм. Один для магниевого анода, другой для крепления группы безопасности;
• 1 труба внизу для слива воды и всей грязи. Диаметр — ¾ дюйма. Большую часть времени он будет просто отключен.

После сварки труб внутреннюю поверхность шлифуют, очищают, обрабатывают раствором ортофосфорной кислоты и наносят своими руками до 6 слоев грунтовки и несколько слоев термостойкой краски .

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший термоаккумулятор работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой достаточно долгое время.

Для сборки такого устройства нам потребуются следующие приспособления:

• бак. Объем подбирайте индивидуально, в соответствии со своими потребностями и возможностями. Минимальная мера – 150 л;
• материал для теплоизоляции. Минеральная вата превосходна;
• лента;
• медная труба для изготовления змеевика;
• бетонная плита или плиты для опалубки и раствор для заливки.

Теплоаккумулятор можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже говорилось, подбирается индивидуально, но использовать бак емкостью менее 150 литров особого смысла нет.

Первый шаг

Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очистите ее от различных загрязнений и удалите следы коррозии.

Теплоаккумулятор, общий вид Теплоаккумулятор, трубы. 1 – система отопления. 2 – верхняя катушка. 3 – нижняя катушка. 4 — охлаждение ТА. 5 – группа безопасности. 6 – магниевый анод Теплоаккумулятор, трубка с другой стороны. 1 – Термометры Ватта. 2 – твердотопливный котел. 3 — датчики температуры для управления солнечной системой

Второй шаг

Упаковываем наружные стены теплоизоляционным материалом. Минеральная вата работает хорошо. Обмотанную теплоизоляцией бочку также обматываем скотчем в несколько слоев.

Третий шаг

Оберните резервуар фольгой. Для фиксации материала мы также используем самоклеящуюся ленту. При желании утепляемую конструкцию накрываем металлическими листами.

Четвертый шаг

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубу длиной 8-15 м (в зависимости от объема выбранной бочки) и диаметром около 20-30 м. Сгибаем трубу спиралью и помещаем ее внутрь резервуара. Аккумулятор подключен к котлу. В дальнейшем этот змеевик будет нагреваться и передавать полученное тепло воде в баке.

Теплоаккумулятор Аккумулятор – теплообменник Трубы достаточно хорошо зажимаются между головками винтов Подключение теплообменника Подключение теплообменника Подключение теплообменника Изоляция теплоаккумулятора

Пятый шаг

Делаем трубы в боковых стенках накопительной емкости. Холодная вода будет поступать в бак по одной трубе, а горячая будет выходить через другую. Оборудуем трубы кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Шестой шаг

Устанавливаем теплоаккумулятор и подключаем его.

Чтобы лучше понять порядок подключения теплоаккумулятора, посмотрите на схему.

Важно! Бочку можно поставить только на бетонную плиту. Покупаем готовое изделие или отливаем основу сами.

По рассматриваемому способу накопитель подключается к системе отопления, работающей с 1 котлом. Если использовать большее количество отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Система должна быть оснащена датчиками давления и температуры, взрывной и предохранительной арматурой и т д. Приступать к сборке такого устройства рекомендуется только при наличии необходимых навыков и опыта.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез задумались об установке теплоаккумулятора и решили изготовить его самостоятельно, следует сначала ознакомиться с технологией заводской сборки.

Вырезаем заготовки для крышки и основания на плазменном станке

Повторить технологический процесс в домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак для горячей воды выполнен в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в ​​следующем порядке:

1. Пластина толщиной 3 мм подается на станок плазменной резки, где из нее изготавливаются заготовки торцевых частей, корпуса, люка и стойки.
2. На токарном станке изготавливаются основные фитинги диаметром 40 или 50 мм (резьба 1,5 и 2 дюйма) и погружные втулки для блоков управления. Там же выточен большой фланец смотрового люка, размером примерно 20 см, к последнему приварен патрубок для введения в кузов.
3. Заготовка корпуса (так называемая оболочка) в виде листа с отверстиями для штуцеров наводится на ролики, изгибающие ее до определенного радиуса. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, осталось только сварить встык торцы заготовки.
4. Гидравлический пресс прессует полусферические колпачки из плоских металлических кругов.
5. Следующая операция – сварка. Порядок следующий: сначала с помощью скоб сваривается корпус, затем к нему крепятся крышки, затем полностью завариваются все швы. В конце крепятся штуцеры и смотровой люк.
6. Готовая накопительная емкость приваривается к стенду, после чего проходит 2 испытания на герметичность – воздушную и гидравлическую. Последний производится под давлением 8 бар, испытание длится 24 часа.
7. Испытываемый резервуар окрашивается и изолируется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Верх контейнера покрыт тонкой стальной пластиной с цветным полимерным покрытием или покрыт толстой крышкой.

Домик для хранения изогнут из железной пластины на роликах

Направления. Для утепления бака производители используют разные материалы. Например, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства утеплены пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители часто используют специальный чехол (цвет можно выбрать)

Большинство заводских теплоаккумуляторов рассчитано на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя в системе отопления 90 °С. Эта величина в два раза превышает порог срабатывания предохранительного клапана, установленного на группе безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел – 3 бар). Подробно процесс производства показан на видео:

Что такое накопительный бак для отопления

Накопительный бак представляет собой утепленную емкость с линиями для подключения труб водяного отопления. Служит для обогрева дома при отключении источника тепла.

Стандартный теплоаккумулятор без лишних наворотов состоит из:

• Бак в виде стального цилиндра;
• Теплоизоляция примерно 50-100 мм;
• Халат;
• Фитинги, встроенные в контейнер;
• Водолазные рукава для крепления манометра и термометра.

Более того, такое хранение воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный тепловой эффект возникает при активном сгорании топлива, а это невозможно без буфера, поглощающего все лишнее тепло. Чем эффективнее горит древесина, тем меньше ее требуется. То же самое касается и газовых установок.

Пока помещение обогревается теплогенератором, накопительный бак накапливает тепло, и вода в нем нагревается до максимальной температуры. После окончания работы котла горячая жидкость начинает поступать в батареи, обеспечивая отопление дома. Продолжительность нагрева зависит от объема бака и температуры наружного воздуха.

Изготавливаем тепловую батарею самостоятельно

Вы решили, что без буферной емкости не обойтись и хотите сделать ее самостоятельно. Итак, будьте готовы пройти 5 этапов:

1. Расчет объема теплоаккумулятора.
2. Выберите подходящий дизайн.
3. Выбор и подготовка материалов.
4. Сборка и проверка на герметичность.
5. Установка бака и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Прежде чем рассчитывать объем бочки, подумайте, сколько места в котельной вы сможете под нее выделить (по площади и высоте). Четко определитесь, через какое время водяной теплоаккумулятор заменит бездействующий котел, и тогда приступайте к первому шагу.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета емкости накопительного бака:

• упрощенный, предлагаемый производителями;
• точно, проводится по формуле теплоемкости воды.

Продолжительность отопления дома теплоаккумулятором зависит от его размеров

Суть укрупненного расчета проста: на каждый кВт мощности котла в баке выделяется объем, равный 25 л воды. Пример: если производительность теплогенератора 25 кВт, минимальная емкость теплоаккумулятора составит 25 х 25 = 625 л или 0,625 м³. Теперь вспомните, сколько места отведено в котельной и подгоните полученный объем под реальные размеры помещения.

Направления. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор часто задаются вопросом, как рассчитать объем круглой бочки. Здесь стоит вспомнить формулу расчета площади круга: S = ¼πD². Подставьте в него диаметр цилиндрической емкости (D) и полученный результат умножьте на высоту емкости.

Более точные размеры теплоаккумулятора вы получите, если воспользуетесь вторым способом. Ведь упрощенный расчет не покажет, на сколько хватит рассчитанного количества охлаждающей жидкости при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемый метод основан на необходимых вам показателях и основан на формуле:

м = Q/1,163 х Δt

Здесь:

• Q – количество тепла, которое необходимо аккумулировать в аккумуляторе, кВтч;
• m — расчетная масса теплоносителя в баке, тонн;
• Δt – разница температур воды в начале и конце нагрева;
• 1163 Вт•ч/кг•°C – эталонная теплоемкость воды.

Поясним далее на примере. Возьмем стандартный дом площадью 100 м² со средним потреблением тепла 10 кВт, в котором котлу приходится простаивать по 10 часов в сутки. Тогда необходимо собрать в бочке 10 х 10 = 100 кВтч энергии. Начальная температура воды в тепловой сети 20°С, нагрев происходит до 90°С. Рассчитаем массу теплоносителя:

м = 100/1,163 х (90 – 20) = 1,22 тонны, что составляет примерно 1,25 м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка ок. 10 кВт; в утепленном здании площадью 100 м² потери тепла будут меньше. Пункт второй: столько тепла нужно в самые холодные дни, которых за всю зиму 5. Это значит, что теплоаккумулятора на 1000 литров хватит с большим запасом, а с учетом сезонной разницы температур можно легко уложиться в 750 литров.

Отсюда вывод: в формулу нужно подставить средний расход тепла за холодный период, равный половине максимального:

м = 50/1,163 х (90 – 20) = 0,61 тонны или 0,65 м³.

Примечание. Если рассчитывать объем бочки исходя из среднего расхода тепла, то в сильный мороз его не хватит на расчетный период времени (в нашем примере – 10 часов). Зато вы сэкономите деньги и место в духовке. Более подробная информация о проведении платежей представлена ​​в нашей второй публикации.

О конструкции емкости

Чтобы сделать аккумулятор тепла своими руками, нужно победить коварного врага – давление, оказываемое жидкостью на стенки сосуда. Как вы думаете, почему заводские баки делают цилиндрическими, а дно и крышку полусферическими? Да потому, что такая емкость без дополнительного усиления выдержит напор горячей воды.

С другой стороны, мало кто имеет техническую возможность формовать металл на роликах, не говоря уже о вычерчивании полукруглых деталей. Мы предлагаем следующие пути решения проблемы:

1. Закажите круглый внутренний бак в металлургической компании, а работы по изоляции и окончательной сборке проведите самостоятельно. Это все равно обойдется дешевле, чем покупка теплоаккумулятора заводской комплектации.
2. Возьмите готовый цилиндрический резервуар и создайте на основании буферный резервуар. Где черпать такие мысли мы расскажем вам в следующем разделе.
3. Сварите прямоугольный теплоаккумулятор из листового железа и укрепите стенки.

Совет. В закрытой системе отопления с твердотопливным котлом, где избыточное давление может подскакивать до 3 Бар и выше, настоятельно рекомендуется использовать цилиндрический аккумулятор тепла.

В открытой системе отопления с нулевым напором воды можно использовать бак прямоугольной формы. Но не забывайте о гидростатическом давлении теплоносителя на стенки; прибавьте высоту столба воды от емкости до расширительного бачка, установленного в самой высокой точке. Поэтому плоские стенки самодельного теплоаккумулятора следует армировать, как показано на чертеже бака емкостью 500 литров.

Правильно армированный накопительный бак прямоугольной формы можно использовать и в закрытой системе отопления. Однако в случае аварийного скачка давления от перегрева котла ТТ бак протечет с вероятностью 90%, хотя небольшую трещину под слоем изоляции вы можете и не заметить. Посмотрите видео, чтобы увидеть, как неармированный металл в сосуде вздувается при наполнении водой:

Направления. Не имеет смысла приваривать непосредственно к стенам ребра жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что сжимающая сила сгибает углы небольшого участка вместе со стеной, а большие отрывает по краям.

делать мощный каркас снаружи нецелесообразно, слишком велик расход материалов. Компромиссный вариант – внутренние проставки, показанные на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Подбор материалов для резервуара

Вы существенно облегчите задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на давление 3-6 бар. Какие контейнеры можно использовать:

• пропановые баллоны различной емкости;
• выброшенные технологические резервуары, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
• ресиверы от железнодорожных вагонов;
• старые железные котлы;
• внутренние баки контейнеров для хранения жидкого азота, изготовленные из нержавеющей стали.

Гораздо проще сделать надежный теплоаккумулятор из готовых стальных емкостей

Примечание. В крайнем случае подойдет стальная труба подходящего диаметра. К нему можно приварить плоские крышки, которые необходимо усилить внутренними раскосами.

Чтобы сварить квадратный бак, возьмите металл толщиной 3 мм, больше не нужно. Ребра жесткости сделайте из круглых трубок Ø15-20 мм или профилей 20 х 20 мм. Размер арматуры выбирайте по диаметру выходной трубы котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0,3-0,5 мм) с порошковым покрытием.

Отдельный вопрос – как утеплить тепловой аккумулятор, который вы сварили самостоятельно. Оптимальный вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60-80 мм. Не следует использовать такие полимеры, как пенополистирол или экструдированный пенополистирол. Причина в мышах, которые любят тепло и осенью легко могут поселиться под кормом в вашем резервуаре. В отличие от полимерного утеплителя, они не разжевывают базальтовое волокно.

Не питайте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, его тоже едят грызуны

Теперь укажем другие варианты готовых сосудов, которые не рекомендуется использовать для аккумуляторов тепла:

1. Импровизированный танк из еврокуба. Такие пластиковые контейнеры рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70°С, а нам нужна 90°С.
2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания: тонкий металл и плоские крышки баков. Вместо армирования такой бочки проще взять хорошую стальную трубу.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Сразу предупредим: если вы обладаете посредственными навыками сварки, лучше заказать изготовление бака снаружи по вашим чертежам. Большое значение имеет качество и герметичность швов, при малейшей утечке емкость для хранения протечет.Сначала бак собирается с помощью скоб, а затем сваривается непрерывным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не возникнет, нужно лишь понять последовательность операций:

1. Нарезаем металлические заготовки по размеру и свариваем с помощью скоб корпус без дна и крышку. Для крепления листов используйте струбцины и угольник.
2. Вырезаем в боковых стенках отверстия для раскосов. Вставьте подготовленные трубочки и ошпарьте их концы снаружи.
3. Возьмитесь за дно и крышку бака. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних раскосов.
4. Когда все противоположные стенки контейнера надежно соединены между собой, начинают сплошную сварку всех швов.
5. Установите опоры из отрезков труб на дно резервуара.
6. Вставьте фурнитуру на расстоянии менее 10 см от дна и крышки, как показано на рисунке ниже.
7. К стенам приварите металлические кронштейны, которые будут служить кронштейнами для крепления утеплительного материала и обшивки.

На фото натяжка из широкой полосы, но лучше использовать трубу

Рекомендации по установке внутренних брекетов. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибу и не ломались из-за сварки, удлините концы растяжек наружу на 50 мм. Затем к ним дополнительно приваривают ребра жесткости из стальной пластины или полосы. Не беспокойтесь о внешнем виде; концы труб тогда будут спрятаны под облицовкой.

К корпусу приварены стальные кронштейны (клипсы) для обеспечения изоляции и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить тепловой аккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, залив воду или промазав все швы керосином. Теплоизоляция довольно проста:

• очистить и обезжирить все поверхности, нанести грунтовку и краску, чтобы защитить их от коррозии;
• оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а затем закрепите проволокой;
• разрежьте противоположный металл, сделайте в нем отверстия для труб;
• прикрутите крышку к кронштейнам саморезами.

Прикрутите панели облицовки так, чтобы они соединились между собой крепежными элементами. На этом изготовление самодельного аккумулятора тепла для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 литров, размещать его на бетонном полу нецелесообразно; лучше устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя почвы. Затем засыпьте его щебнем (резиной), утрамбуйте и залейте жидкой глиной. Сверху в деревянной опалубке залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм.

Правильная работа теплового аккумулятора основана на горизонтальном движении горячего и охлажденного тока внутри бака при «зарядке» аккумулятора и вертикальном потоке воды при «разрядке». Для организации такой работы аккумулятора необходимо выполнить следующие действия:

• контур твердотопливного или другого котла подключается к резервуару для хранения воды через циркуляционный насос;
• подача теплоносителя в систему отопления осуществляется с помощью отдельного насосно-смесительного узла с трехходовым клапаном, что позволяет отбирать необходимое количество воды из батареи;
• насос, установленный в контуре котла, не должен работать хуже агрегата, подающего теплоноситель в отопительные агрегаты.

Схема подключения бака-теплоаккумулятора

Стандартная схема подключения теплового аккумулятора к котлу ТТ представлена ​​выше на рисунке. Регулирующий клапан на обратной линии служит для регулирования расхода теплоносителя в зависимости от температуры воды на входе и выходе из бака. Как правильно закрепить и настроить наш эксперт Владимир Сухоруков расскажет в своем видео:

Направления. Если вы проживаете в столице РФ или Московской области, вы можете обратиться к Владимиру лично по вопросам подключения теплоаккумуляторов, используя контактную информацию на его официальном сайте.

Читайте также: Существующие схемы радиаторного отопления