Буферна ємність для твердопаливного котла: принцип дії

Установка в житловому будинку твердопаливного котла – завдання одночасно проста і зрозуміло, однак при детальному розгляді, пов’язана з численними технічними та технологічними складнощами. Сьогодні багато громадян прагнуть обладнати свій будинок нагрівальним приладом, що працює на твердому паливі. Це пояснюється хорошими експлуатаційними характеристиками опалювального обладнання даного виду, відсутністю необхідності отримувати дозвіл на монтаж твердопаливного нагрівального приладу. Не останню роль в плані вибору опалювальної техніки грає вартість паливного ресурсу і його відносна доступність.

Проте вибрати котел і встановити його в будинку – цього мало. Для нормальної роботи системи автономного опалення потрібна додаткова установка різних пристроїв, пристосувань і механізмів. Велика частина таких пристосувань забезпечують нормальне функціонування всього опалювального комплексу і його безпеку. Буферна ємність або теплоаккумулятор, для твердопаливного котла як раз відноситься до розряду таких пристроїв, без яких жоден нагрівальний агрегат не зможе повноцінно працювати. Що ж таке буферна ємність, розберемося детально?

Місце буферної ємності в автономній системі опалення

Не кожен з нас в змозі осмислити і уявити, як повинна виглядати в оптимальному варіанті домашнє опалення та як повинен працювати той чи інший механізм. Опалювальні прилади є тільки джерелом теплової енергії, за допомогою якої відбувається нагрів теплоносія, розходиться вже по опалювального контуру. Для того, що б весь процес протікав максимально ефективно і при цьому, була забезпечена безпека роботи нагрівального агрегату, в обв’язку обов’язково включається буферна ємність.

Без цього пристрою ваш твердопаливний котел (будь нагрівальний апарат) буде представляти собою бомбу уповільненої дії, яка при найменшому збої в системі, може доставити масу клопоту і неприємностей.

Відповісти на питання, для чого вдома потрібно встановлювати такий великий за розміром агрегат, допоможе аналіз принципу роботи твердопаливного котла.

На замітку: установка твердопаливних агрегатів, експлуатація котлів без буферної ємності в США, в багатьох країнах Європи заборонена.

По суті, назва пристрою, пояснює його призначення. Його основне завдання, грати роль буфера між працюючим котлом і системою опалення. Завдання буфера полягає в зниженні або в підвищенні теплоємності теплоносія, що циркулює в системі опалення. За рахунок свого обсягу, ємність в змозі впливати на температурний режим ступеня нагріву котельної води.

З точки зору механіки, ємність є звичайним термосом, тобто металевий цілісний посудину, утеплений зовні ізоляційним матеріалом. За місцем розташування, цей пристрій нерозривно пов’язане з нагрівальним приладом. Встановлюється накопичувач в безпосередній близькості від котла. Для чого потрібен цей громіздкий агрегат в системі опалення? Все пояснює режим роботи опалювальних апаратів і особливості їх конструкції.

Принцип дії пристрою

Кожен опалювальний прилад має свій, особливий принцип дії. Одні котли відрізняються рівномірним режимом роботи (газове і електричне нагрівальне обладнання), інші, навпаки, відрізняються нестабільним процесом. Інтенсивність нагрівання залежить від способу подачі палива і наявності пристроїв, які контролюють процес горіння. З приладами, що працюють на природному газі або від електрики, все йде просто і зрозуміло. Що б регулювати температуру нагрівання теплоносія досить зменшити або взагалі припинити подачу газу, відключити електроживлення. Постійне енергопостачання забезпечує безперебійну роботу котельного обладнання. І вдень і вночі котел працює в автоматичному режимі, самостійно регулюючи температуру нагрівання теплоносія.

Твердопаливні котли – агрегати з великою інерційністю. Закладене в топку паливо горить постійно, і швидко припинити цей процес фізично неможливо. Отримана в процесі горіння теплова енергія не повинна витрачатися даремно. Надлишок тепла накопичується разом з теплоносієм в спеціальній ємності, яка виступає в ролі акумулятора теплової енергії.


Аналогічно виглядає ситуація зі зниженням інтенсивності роботи котла. При згорянні паливної маси, котел різко втрачає свою продуктивність, котельна вода в системі опалення починає стрімко остигати. Без чергової порції палива виникає загроза зниження температури в опалюваних приміщеннях. Вихід звичайно є. Нова закладка дров або вугілля вирішить проблему. Інше питання, як часто ви зможете займатися подібною процедурою, особливо якщо топка виявилася порожньою в нічний час.

Твердопаливний котел, з’єднаний з буферною ємністю – комплекс, здатний за вас вирішити проблему теплопостачання житлових приміщень. Установка буферної ємності звільняє вас від частої і важкої роботи по завантаженню камери згоряння нагрівального приладу черговим кількістю дров.

На замітку: підраховано, правильно розрахований теплоаккумулятор (буферна ємність) істотно зменшує кількість завантажень топки паливним матеріалом. В середньому число завантажень зменшується, залежно від моделі та типу котла, в 2 рази. У наявності реальна економія вашого особистого часу і паливного ресурсу (на 30-50%).

Зрозуміти принцип дії буферної ємності можна на прикладі роботи автомобільного акумулятора. Поки в машині включений двигун, паралельно працює генератор електричного струму. Виробляється генератором електроенергія накопичується в акумуляторі. При зупинці основних двигунів, акумулятор віддає назад в автомобільні системи необхідну енергію.

Аналогічно працює і буферна ємність. Є тепло, теплоаккумулятор його накопичує, як тільки нагрівальна установка перестає виробляти тепло, з накопичувальної ємності гаряча вода витрачається на обігрів все системи опалення.

У чому ще користь буферної ємності. основні переваги

Крім свого прямого призначення, накопичувач гарячої води виконує цілий ряд інших, не менш корисних функцій. Опалювальні агрегати, що працюють на твердому паливі, як правило, мають різні стадії горіння. Це момент розпалу, інтенсивне горіння і відповідно, процес загасання. На другій стадії, під час інтенсивного горіння котел виробляє максимальну кількість теплової енергії, більше, ніж необхідно для обігріву. У початковій і в кінцевій стадії, коли паливі тільки починає горіти або закінчується, нагрівальні прилади далекі від своєї номінальної потужності.

Подібний режим роботи твердопаливних апаратів без додаткового обладнання зазвичай викликає ряд побутових незручностей. Про те, що можливі перепади з температурою теплоносія в системі опалення вже було сказано.

Важливо! Накопичувач гарячої води не дозволить при тривалій відсутності палива в топці, розморозитися ні самому котла, ні всій системі опалення. Деякі моделі буферних ємностей здатні забезпечувати подачу теплої води в котел і в опалювальний контур протягом 12-24 годин. Що важливо для жителів віддалених районів.

При відсутності теплоаккумулятора, коли в будинку інтенсивно використовується гаряча вода на побутовому рівні, проблем не уникнути. Буферна ємність, як раз покликана усувати виникаючі перепади з обігрівом житлових приміщень і забезпечувати нормальну роботу системи ГВП.

Переваги використання накопичувача очевидні, і знаючи про них, ви вже не будете скептично дивитися на громіздкий бак, що стоїть у вашій котельні. Монтаж буферної ємності в системі домашнього опалення дає наступні переваги:

  • робота нагрівальних агрегатів на твердому паливі в економічному режимі;
  • збільшення часових проміжків між завантаженнями палива в котел;
  • можливість використовувати опалювальні прилади влітку для роботи системи ГВП;
  • технічна можливість використовувати нагрівальні агрегати великої потужності в приміщеннях з низькою тепловтрат;
  • проста і зрозуміла конструкція пристрою не вимагає спеціального обслуговування і відрізняється тривалими термінами експлуатації;
  • статичне стан пристрою, яке не викликає побутових незручностей;

Монтаж ємності достатнього обсягу дозволяє здійснити установку в житлових приміщеннях інших опалювальних приладів.

Наприклад: коли в систему автономного опалення включені відразу кілька нагрівальних агрегатів різного виду. Нерідко в приватних домоволодіннях встановлюються твердопаливні котли в парі з електричними приладами. Обидва агрегати можна вільно під’єднати до одного теплоаккумулятор, причому для цієї мети не буде потрібно установка додаткових деталей в системі. Завдяки буферної ємності обидва агрегату можна налаштувати на роботу в плані пріоритетності, збалансувати їх роботу в міру необхідності.

Оцінюючи переваги, які дає системі опалення установка буферної ємності, не варто забувати про безпеку.

Для будь-яких нагрівальних приладів основною небезпекою є перегрів. Працюючий котел на твердому паливі постійно потребує контролю. Велика інерційність обладнання цього типу часто стає причиною перегріву, в результаті чого агрегат може вийти з ладу, а в гіршому випадку, привести до вкрай неприємних наслідків. Накопичувач гарячої води легко усуває цю проблему, знімаючи надлишкове навантаження на обігрівальний прилад.

Як правильно вибрати тепловий акумулятор для своєї системи опалення

Перед тим, як здійснювати монтаж системи опалення, визначаються з видом основного джерела тепла. Від потужності твердопаливного котла і того обсягу завдань, який прилад буде вирішувати в процесі експлуатації, залежить і обсяг теплоаккумулятора. Розміри і об’єм накопичувача визначається ще й вашими побутовими потребами. Пріоритетним при виборі буферної ємності стає модель нагрівального агрегату, що володіє лімітом потужності і обмеженим тимчасовим ресурсом.

Іншими словами:

  • при роботі в парі з твердопаливним котлом буферна ємність повинна забезпечити акумуляцію теплової енергії під час разового завантаження паливом, що вистачає на роздачу гарячого теплоносія по системі до подальшого завантаження топкової камери.

Тут доречно сказати кілька слів про розрахункових даних, які впливають на вибір оптимального обсягу буферної ємності. За допомогою розрахунків можна визначити реальну акумулюючі здатність конкретно взятого обсягу теплоносія, відчутно допомагає значення на теплоємність.

Прийнято вважати: теплоємність води котла становить 4,187 кДж кг / 0С, що в свою чергу означає. Для нагріву 1 кг. води всього на 10С, потрібно кількість теплової енергії в еквіваленті 4,187 кДж. Для нагрівальних приладів це значення становить 1 ккал = 1,163 Вт / год.

Для повноти картини вважаємо. При установці теплового акумулятора об’ємом в 1000 л. (1000 кг.), Для нагріву води до температури 500С, кількість теплової енергії збереженої в баку складе 1000 х 50 = 50000 ккал або 58 тис. КВт / год.

Під час розбору гарячої води з буферної ємності і зниженні температури води на 50 градусів, кількість тепла відповідно зменшиться на аналогічне значення. Кожна схема підключення має свою методику розрахунків ємності теплоаккумулятора, проте існують такі загальні вимоги, які необхідно враховувати:

  • накопичувальний бак повинен бути здатним акумулювати максимальну кількість надлишкової теплової енергії за час горіння палива при разової завантаженні;
  • чим вище піковий витрата теплової енергії в системі опалення і чим довший максимальна витрата тепла, тим більший обсяг буде потрібно для буферної ємності;
  • при високій інтенсивності горіння котла в короткі проміжки часу буде потрібно встановити додатковий теплообмінник, або окремо, або інтегрований в буферну ємність;
  • накопичувач повинен мати номінальний тиск всередині більше, ніж в точці підключення пристрою до системи;
  • в накопичувачах гарячої води з двома і більше вбудованими теплообмінниками, система з меншим робочим тиском підключається до нижніх теплообмінних пристроїв, а з сильним робочим тиском, навпаки, до теплообмінників, розташованим вгорі;
  • установка теплового акумулятора зобов’язує монтаж в системі розширювального бака і запобіжного, термосмесітельний клапана.

висновок

Правильний розрахунок теплової ємності теплоносія, акумулюється в накопичувачі, дозволить працювати твердопаливного котла в нормальному режимі. Буферна ємність в комплекті до іншими запобіжними елементами не тільки забезпечує безперебійну роботу опалювальної системи, а й нормальне гаряче водопостачання. Буферна ємність, вона ж теплоаккумулятор, гарантує не тільки безпечну роботу нагрівальних приладів, а й економічно доцільна.

Єдиний нюанс, на який доведеться звертати увагу при обладнанні системи опалення будинку, полягає у виборі місця під котельне приміщення. Монтаж ємності великого обсягу зажадає від вас технологічного рішення. У ряді випадків теплоакумулятори збираються прямо на місці.

Ссылка на основную публикацию