Accumulatore di calore (accumulatore di calore) per l'impianto di riscaldamento. Accumulatore di calore per impianto di riscaldamento Riscaldamento con serbatoio di accumulo

Questo è esattamente il tipo di riscaldamento nelle nostre case: non installeremmo nulla di dannoso per noi stessi.

Io e il mio team abbiamo installato lo stesso sistema di riscaldamento in più di 60 case.

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L'accumulatore termico e la tariffa elettrica notturna sono il sistema più redditizio ed economico dopo il gas principale.

Tutte le altre opzioni di riscaldamento sono pallet di legno, caldaie a legna, gasolio - in ogni caso risultano più costosi. E devi preoccuparti di loro, assicurandoti costantemente che ci sia legna da ardere o gas.

Ecco lo schema del mio impianto di riscaldamento.

riso. serbatoio di accumulo nell'impianto di riscaldamento

Cosa abbiamo?

Dall'accumulatore di calore attraverso la testa di calore (la temperatura può essere regolata), il liquido di raffreddamento viene fornito ai pavimenti. Qui ho anche una bobina avvolta, che rimuove il calore dall'accumulatore di calore e da esso, dalla bobina, il liquido di raffreddamento va ai pavimenti.

Di conseguenza il mio accumulatore di calore viene riscaldato tramite elementi riscaldanti, ad es. elettricità. E in più, se non c'è abbastanza calore, collego anche una caldaia a legna (ma in 4 inverni l'ho scaldata al massimo 10 volte, e poi solo per mantenerla funzionale ho acceso le pompe, pulito il camino con il fuoco, ecc.)

Per quanto riguarda il gas principale, perché non lo uso?

Ho due tubi che corrono lungo la mia proprietà. Ma i proprietari fissano prezzi molto alti per i collegamenti. Uno chiede 800mila rubli, l'altro 1,1 milioni di rubli. Questo non è affatto grave.

Ho fatto i conti e ho scoperto che una connessione del genere si sarebbe ripagata in 66 anni. Cioè, i tubi non sono pubblici, ma privati.

Cioè, se il collegamento al gas costa 300.000 rubli (includo anche il progetto del gas, portare il gas in casa, collegarlo al sistema di riscaldamento), allora probabilmente c'è una sorta di logica. In modo che ti ripaghi (e poi ti ripagherà per 20 anni).

Torniamo ora all'impianto di riscaldamento casa di legno utilizzando un accumulatore di calore e una tariffa elettrica notturna.

In quali casi è rilevante?

➤ Innanzitutto - e soprattutto - buon isolamento la tua casa. Un progetto eseguito correttamente e l'isolamento delle pareti sono 150-200 mm e nel soffitto 200-250 mm di lana di basalto.

➤ La seconda è la disponibilità di energia elettrica dedicata. È necessario avere un minimo di 15 kW. Cioè, se hai una categoria di terreno per residenza permanente, i tecnici energetici forniscono per impostazione predefinita una potenza di 15 kW in tre fasi. È abbastanza.

➤ Il terzo parametro è la disponibilità di una tariffa notturna. Se, ad esempio, ti connetti al sistema Moesk, ti ​​offriranno di default una tariffa notturna (dalle 23:00 alle 7:00).

Utilizzeremo questa tariffa al massimo, quando l'elettricità sarà tre volte più economica che durante il giorno.

Quando è il momento migliore per installare e installare un sistema di riscaldamento domestico?

È meglio pensarci in fase di progettazione della tua casa. Perché un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore funziona in modo più efficiente insieme ai pavimenti riscaldati.

Ho visto quando un accumulatore di calore viene utilizzato insieme ai radiatori. Ma lo svantaggio è che l'accumulatore di calore è di grande capacità. È abbastanza difficile riscaldarlo; richiede molta energia. E in linea di principio, puoi riscaldarlo a 80-85 ºС e il tuo radiatore rimuoverà tutto questo in 3-4 ore. E la sera la casa farà freddo.

Un accumulatore di calore (TA, serbatoio tampone) è un dispositivo che fornisce l'accumulo e la conservazione del calore per lungo tempo per il suo ulteriore utilizzo. L'esempio più semplice di dispositivo di accumulo del calore è un normale thermos domestico. Come altro esempio, possiamo citare una stufa in mattoni convenzionale, che si riscalda quando al suo interno viene bruciato il combustibile e, dopo aver terminato il fuoco, la stufa continua a emettere calore per diverse ore, riscaldando la stanza.

Utilizzo di un serbatoio tampone nei sistemi di riscaldamento e di fornitura di acqua calda garantisce la fornitura ininterrotta di liquido refrigerante riscaldato ai dispositivi di riscaldamento indipendentemente dal fatto che la caldaia sia attualmente in funzione o meno.

L'accumulatore termico consente inoltre di aumentare l'efficienza dell'intero sistema, aumentare la durata delle apparecchiature e ridurre significativamente il consumo di energia per il riscaldamento dei locali e l'acqua calda.

L'effetto maggiore derivante dall'uso di TA è evidente in un sistema funzionante sulla base di una caldaia per il riscaldamento a combustibile solido. Ciò consente di ottenere un notevole risparmio di carburante (fino al 25-30%) e di aumentare l'efficienza della caldaia all'85%.

Puoi acquistare un serbatoio della batteria già pronto in un negozio o realizzarlo da solo. È importante calcolare correttamente la sua capacità e altro specifiche tecniche e collegare correttamente anche il serbatoio puffer all'impianto di riscaldamento.

In questo articolo:

Caratteristiche di progettazione dell'accumulatore di calore

Disegno del serbatoio di stoccaggio

L'elemento principale di qualsiasi TA è un materiale di accumulo termico con elevata capacità termica.

A seconda del tipo di materiale utilizzato, gli accumulatori di calore per una caldaia possono essere:

• stato solido;
• liquido;
• vapore;
• termochimico;
• con un elemento riscaldante aggiuntivo, ecc.

Per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda delle case private vengono utilizzati serbatoi di accumulo dell'acqua calda, dove l'acqua, che ha un'elevata capacità termica specifica, funge da elemento di accumulo termico.

Al posto dell'acqua, talvolta viene utilizzata, destinata agli impianti di riscaldamento domestico.

Un esempio di scaldabagno con un elemento riscaldante elettrico aggiuntivo per un sistema di fornitura di acqua calda è un moderno scaldabagno ad accumulo.

Un accumulatore di energia termica convenzionale è un serbatoio metallico sigillato di vari volumi (da 200 a 5000 litri o più), solitamente cilindrico, racchiuso in un guscio esterno (custodia).

Tra il serbatoio ed il guscio esterno è presente uno strato isolante di materiale termoisolante.

Nella parte superiore ed inferiore del serbatoio sono presenti due tubi per il collegamento alla caldaia di riscaldamento e all'impianto di riscaldamento stesso.

Nella parte inferiore è solitamente presente una valvola di scarico per scaricare il liquido, mentre nella parte superiore è presente una valvola di sicurezza per sfiatare automaticamente l'aria quando aumenta la pressione all'interno del serbatoio inerziale. Possono essere presenti anche flange per il collegamento di sensori di pressione e temperatura (termometro).

Riscaldatori elettrici tubolari

A volte all'interno del serbatoio tampone è possibile installare uno o più riscaldatori aggiuntivi tipi diversi:

• resistenza elettrica (TEH);
• e/o uno scambiatore di calore (serpentina) collegato a ulteriori fonti di calore (collettori solari, pompe di calore, ecc.).

Il compito principale di questi riscaldatori è mantenere la temperatura di riscaldamento richiesta del fluido di lavoro all'interno del riscaldatore.

Sempre all'interno del serbatoio può essere presente uno scambiatore di calore ACS, che fornisce acqua calda riscaldandola con il fluido di lavoro dell'impianto di riscaldamento.

Il principio di funzionamento del serbatoio di stoccaggio

Circuito di riscaldamento con accumulatore di calore

Il principio di funzionamento del TA per una caldaia a combustibile solido si basa sull'elevata capacità specifica del fluido di lavoro (acqua o antigelo). Collegando il serbatoio, il volume del liquido aumenta più volte, con conseguente aumento dell'inerzia del sistema.

Allo stesso tempo, il liquido di raffreddamento riscaldato al massimo dalla caldaia mantiene a lungo la sua temperatura nello scambiatore di calore, fluendo ai dispositivi di riscaldamento secondo necessità.

Ciò garantisce il funzionamento continuo dell'impianto di riscaldamento anche quando si interrompe la combustione del combustibile nella caldaia.

Diamo un'occhiata a come funziona il sistema con caldaia a combustibile solido e fornitura forzata di liquido di raffreddamento.

Per avviare il sistema, viene accesa la pompa di circolazione installata nella tubazione tra la caldaia e l'accumulatore di calore.

Il fluido di lavoro freddo dalla parte inferiore del riscaldatore viene fornito alla caldaia, riscaldato al suo interno ed entra nella sua parte superiore.

A causa del fatto che il peso specifico dell'acqua calda è inferiore, praticamente non si mescola acqua fredda e rimane nella parte superiore del serbatoio di accumulo, riempiendo gradualmente il suo spazio interno per effetto della selezione di acqua fredda in caldaia da parte della pompa.

Quando la pompa di circolazione installata nella linea di ritorno del sistema tra i dispositivi di riscaldamento e il serbatoio di accumulo viene accesa, il liquido di raffreddamento freddo inizia a fluire nella parte inferiore dello scambiatore di calore, spostando l'acqua calda dalla sua parte superiore nella linea di alimentazione .

In questo caso, il fluido di lavoro caldo viene fornito a tutti i dispositivi di riscaldamento.

Il volume di calore richiesto per il riscaldamento dei locali può essere regolato automaticamente da un sensore della temperatura ambiente, che controlla il funzionamento di una valvola a tre vie installata all'uscita dello scambiatore di calore nella linea di alimentazione. Quando la stanza raggiunge la temperatura impostata, il sensore emette un segnale di controllo alla valvola, che si attiva e limita il flusso di refrigerante caldo nel sistema, reindirizzandolo allo scambiatore di calore.

Dopo che il combustibile è stato bruciato nella caldaia, il liquido di raffreddamento caldo dal serbatoio di stoccaggio continua a fluire nel sistema secondo necessità finché il fluido di lavoro raffreddato dalla linea di ritorno non riempie completamente il suo volume interno.

Circuito sanitario con bollitore

Orari di funzionamento dell'AT quando la caldaia non funziona può durare parecchio tempo. Ciò dipende dalla temperatura esterna, dal volume del serbatoio tampone e dal numero di riscaldatori nell'impianto di riscaldamento.

Per trattenere il calore all'interno dell'accumulatore di calore, il serbatoio è isolato termicamente.

Anche a questo scopo possono essere utilizzate fonti di calore aggiuntive sotto forma di riscaldatori elettrici incorporati (riscaldatori) e/o liquidi refrigeranti (bobine) collegati ad altre fonti di calore (elettriche e caldaie a gas, collettore solare, ecc.).

Il liquido di raffreddamento ACS integrato nel serbatoio fornisce il riscaldamento dell'acqua fredda fornita attraverso di esso dal sistema di approvvigionamento idrico. Pertanto, svolge il ruolo di uno scaldabagno istantaneo, fornendo acqua calda ai proprietari della casa.

Collegamento (tubazione) dell'accumulatore di calore all'impianto di riscaldamento

Di regola generale Il serbatoio inerziale è collegato all'impianto di riscaldamento in parallelo alla caldaia di riscaldamento, pertanto questo circuito è anche chiamato caldaia.

Presentiamo il consueto schema per il collegamento di un'unità di riscaldamento a un impianto di riscaldamento con una caldaia per riscaldamento a combustibile solido (per semplificare lo schema, su di esso non sono indicate valvole di intercettazione, dispositivi di automazione e controllo e altre apparecchiature).

Schema elettrico semplificato per un accumulatore di calore

Questo diagramma identifica i seguenti elementi:

1. Caldaia per riscaldamento.
2. Accumulatore termico.
3. Dispositivi di riscaldamento (radiatori).
4. Pompa di circolazione nella linea di ritorno tra caldaia e scambiatore di calore.
5. Pompa di circolazione nella linea di ritorno dell'impianto tra dispositivi di riscaldamento e apparecchiature di riscaldamento.
6. Scambiatore di calore (serpentina) per la fornitura di acqua calda.
7. Scambiatore di calore collegato ad una fonte di calore aggiuntiva.

Uno dei tubi superiori del serbatoio (rif. 2) è collegato all'uscita della caldaia (rif. 1), mentre il secondo è collegato direttamente alla linea di alimentazione dell'impianto di riscaldamento.

Uno dei tubi inferiori della pompa di calore è collegato all'ingresso della caldaia e una pompa (elemento 4) è installata nella tubazione tra di loro, garantendo la circolazione del fluido di lavoro in un cerchio dalla caldaia alla pompa di calore e vice viceversa.

Il secondo tubo inferiore del TA è collegato alla linea di ritorno dell'impianto di riscaldamento, in cui è installata anche una pompa (rif. 5), che garantisce la fornitura di liquido di raffreddamento riscaldato ai dispositivi di riscaldamento.

Per garantire il funzionamento dell'impianto di riscaldamento in caso di improvvisa interruzione di corrente o di guasto delle pompe di circolazione, queste vengono solitamente collegate in parallelo alla linea principale.

Nei sistemi con circolazione naturale del liquido di raffreddamento non sono presenti pompe di circolazione (voci 4 e 5). Ciò aumenta notevolmente l'inerzia del sistema e allo stesso tempo lo rende completamente indipendente dal punto di vista energetico.

Scambiatore di calore per la fornitura di acqua calda(pos. 6) è situato nella parte superiore del TA.

La posizione dello scambiatore di calore del riscaldamento aggiuntivo (voce 7) dipende dal tipo di fonte di calore in entrata:

• per fonti ad alta temperatura (resistenze, boiler a gas o elettrico) è posto nella parte superiore del serbatoio di accumulo;
• per quelli a bassa temperatura (collettore solare, pompa di calore) - nella parte inferiore.

Gli scambiatori indicati nello schema sono opzionali (voci 6 e 7).

Cosa considerare al momento dell'acquisto

Selezione di un accumulatore di calore per il riscaldamento

Quando si sceglie batteria termica per il riscaldamento individuale di una casa, è necessario tenere conto del volume del serbatoio e dei suoi parametri tecnici, che devono corrispondere ai parametri della caldaia e dell'intero sistema di riscaldamento.

Questi includono, in particolare:

1. Dimensioni dimensioni e peso dispositivi che dovrebbero consentirne l’installazione. Se non è possibile trovare in casa un posto adatto per un serbatoio con la capacità richiesta, è possibile sostituire un serbatoio con diversi serbatoi tampone più piccoli.

2. Pressione massima fluido di lavoro nell'impianto di riscaldamento. Da questo valore dipendono la forma del contenitore del tampone e lo spessore delle sue pareti. Con una pressione dell'impianto fino a 3 bar la forma del serbatoio non è particolarmente importante, ma se tale valore eventualmente aumenta fino a 4-6 bar è necessario utilizzare contenitori di forma toroidale (con coperchio sferico).

3. Massimo consentito temperatura fluido di lavoro per il quale l'unità è progettata.

4. Materiale serbatoio di accumulo per l'impianto di riscaldamento. Di solito sono realizzati in acciaio dolce al carbonio con rivestimento resistente all'umidità o acciaio inossidabile. I contenitori in acciaio inossidabile hanno le più elevate proprietà anticorrosione e durata nel funzionamento, sebbene siano più costosi.

5. Disponibilità o possibilità di installazione:

• riscaldatori elettrici (riscaldatori);
• scambiatore di calore integrato per il collegamento alla fornitura di acqua calda, che garantisce la fornitura di acqua calda alla casa senza scaldacqua aggiuntivi;
• scambiatori di calore integrati aggiuntivi per il collegamento ad altre fonti di calore.

Confronto di modelli popolari

Molti produttori nazionali ed esteri producono serbatoi di accumulo di calore. Ecco una tabella comparativa di alcuni modelli russi e stranieri con una capacità di 500 litri.

Il costo dipende principalmente dal materiale (acciaio al carbonio o acciaio inossidabile), dalla sua forma (regolare o toroidale), nonché dalla disponibilità di opzioni aggiuntive o dalla possibilità di installarle.

Calcolo del volume del contenitore

Il parametro principale quando si acquista un serbatoio tampone per una caldaia a combustibile solido, così come per essa, è la capacità dell'accumulatore di calore, che dipende direttamente dalla potenza della caldaia di riscaldamento.

Esistono vari metodi di calcolo basati sulla determinazione della capacità di una caldaia a combustibile solido di riscaldare il volume richiesto di fluido di lavoro ad una temperatura di almeno 40°C durante la combustione di un pieno carico di combustibile (circa 2-3,5 ore).

Il rispetto di questa condizione consente di ottenere la massima efficienza della caldaia con il massimo risparmio di carburante.

Il modo più semplice per calcolare prevede che un kilowatt di potenza della caldaia debba corrispondere ad almeno 25 litri del volume del serbatoio inerziale ad essa collegato.

Pertanto, con una potenza della caldaia di 15 kW, la capacità del serbatoio di accumulo dovrebbe essere almeno: 15 * 25 = 375 litri. In questo caso è meglio scegliere una capacità con riserva, in questo caso 400-500 litri.

Esiste anche questa versione: maggiore è la capacità del serbatoio, più efficiente funzionerà il sistema di riscaldamento e maggiore sarà il risparmio di carburante. Tuttavia, questa versione impone dei limiti: trovare spazio libero in casa per l'installazione di un grande accumulatore di calore, nonché le capacità tecniche della stessa caldaia di riscaldamento.

I volumi della capacità del refrigerante hanno un limite superiore: non più di 50 litri per 1 kW. Pertanto, il volume massimo del serbatoio di accumulo con una potenza della caldaia di 15 kW non deve superare: 15 * 50 = 750 litri.

Ovviamente, l'utilizzo di uno scambiatore di calore con un volume di 1000 litri o più per una caldaia da 10 kW comporterà un ulteriore consumo di carburante per riscaldare tale volume di fluido di lavoro alla temperatura richiesta.

Ciò porterà ad un aumento significativo dell'inerzia dell'intero sistema di riscaldamento.

Per fornire al tuo locale caldaia domestico un combustibile rispettoso dell'ambiente, ti consigliamo di imparare come realizzarlo.

Le caldaie a combustibile solido sono più difficili da passare al funzionamento automatico. Dispositivi elettrici intelligenti come un modulo GSM contribuiscono a rendere il sistema di riscaldamento più o meno autoregolante. Vai a.

Vantaggi e svantaggi del serbatoio tampone

Serbatoio inerziale per caldaia

I principali vantaggi di un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore includono:

• il massimo incremento possibile del rendimento della caldaia a combustibile solido e dell'intero sistema, risparmiando contemporaneamente risorse energetiche;
• garantire la protezione della caldaia e di altre apparecchiature dal surriscaldamento;
• facilità d'uso della caldaia, consentendone il caricamento in qualsiasi momento;
• automazione del funzionamento della caldaia attraverso l'uso di sensori di temperatura;
• la possibilità di collegare diverse fonti di calore al riscaldatore (ad esempio due caldaie di diverso tipo), garantendo la loro integrazione in un circuito dell'impianto di riscaldamento;
• garantire una temperatura stabile in tutte le stanze della casa;
• la capacità di fornire acqua calda sanitaria senza l'uso di ulteriori dispositivi di riscaldamento dell'acqua.

Gli svantaggi degli accumulatori di calore per i sistemi di riscaldamento includono:

• maggiore inerzia del sistema (dal momento dell'accensione della caldaia fino al raggiungimento della modalità operativa passa molto più tempo);
• la necessità di installare TA vicino alla caldaia di riscaldamento, che richiede stanza separata area richiesta;
• grandi dimensioni e peso, che rendono difficile il trasporto e l'installazione;
• il costo piuttosto elevato delle pompe di calore prodotte industrialmente (in alcuni casi, il suo prezzo, a seconda dei parametri, può superare il costo della caldaia stessa).

Una soluzione interessante: un accumulatore di calore all'interno della casa.

All'interno
Installazione
1 ° piano
Attico
Seminterrato
Sezione

Nel caso di una caldaia elettrica, La TA si accende a piena potenza di notte, quando le tariffe elettriche sono molto più basse. Durante il giorno, quando la caldaia è spenta, i locali vengono riscaldati utilizzando il calore accumulato durante la notte.

Per caldaie a gas il risparmio si ottiene attraverso l'uso alternato della caldaia stessa e dello scambiatore di calore. In cui bruciatore si accende molto meno spesso, il che fornisce meno.

Non è auspicabile installare un accumulatore di calore negli impianti di riscaldamento in cui è richiesto un riscaldamento rapido e/o a breve termine dell'ambiente, poiché ciò sarà ostacolato dalla maggiore inerzia del sistema.

L’impossibilità di utilizzare gas naturale relativamente economico come fonte di energia per il riscaldamento delle case costringe i proprietari di case a cercare altre soluzioni accettabili. Quindi, nelle regioni in cui non ci sono problemi particolari con l'approvvigionamento o l'acquisto di legna da ardere, le caldaie a combustibile solido vengono in soccorso. Succede anche che l'unica alternativa sia l'energia elettrica. Inoltre, vengono sempre più utilizzate nuove tecnologie che consentono di indirizzare l'energia della radiazione solare al fabbisogno di riscaldamento.

Tutti questi approcci non sono esenti da inconvenienti significativi. Pertanto, questi includono irregolarità e periodicità pronunciata nella fornitura di energia termica. Nel caso di un boiler elettrico, il principale fattore negativo il costo dell’energia consumata sarà elevato. È ovvio che aumentare significativamente l'efficienza del sistema di riscaldamento, migliorare l'efficienza e l'uniformità del suo funzionamento e semplificare il più possibile le operazioni operative aiuterebbe includendo nello schema generale un dispositivo speciale che accumulerebbe l'energia termica attualmente non reclamata e rilasciarlo secondo necessità. Questa è esattamente la funzione svolta da un accumulatore di calore.

Lo scopo principale dell'accumulatore di calore del sistema di riscaldamento

• Il sistema di riscaldamento più semplice con una caldaia a combustibile solido ha un funzionamento ciclico pronunciato. Dopo aver caricato la legna e averla accesa, la caldaia raggiunge gradualmente la massima potenza, trasferendo attivamente l'energia termica ai circuiti di riscaldamento. Ma quando il carico si brucia, il trasferimento di calore inizia a diminuire gradualmente e il liquido di raffreddamento distribuito attraverso i radiatori si raffredda.

Si scopre che durante il periodo di massima produzione di calore potrebbe rimanere non reclamato, poiché un sistema di riscaldamento personalizzato dotato di controllo termostatico non assorbirà in eccesso. Ma durante il periodo in cui il combustibile si esaurisce e, inoltre, quando la caldaia è inattiva, ci sarà un'evidente mancanza di energia termica. Di conseguenza, parte del potenziale del carburante viene semplicemente sprecato, ma allo stesso tempo i proprietari devono caricare la legna da ardere abbastanza spesso.

In una certa misura, la gravità di questo problema può essere ridotta installando una caldaia combustione lunga, ma è impossibile rimuoverlo completamente. La discrepanza tra i picchi di produzione di calore e il suo consumo può rimanere piuttosto significativa.

• Nel caso di una caldaia elettrica, viene in primo piano l'elevato costo del consumo energetico, che costringe i proprietari a pensare a massimizzare l'utilizzo delle apparecchiature durante i periodi di tariffe notturne preferenziali e a ridurre al minimo i consumi durante il giorno.

Vantaggi dell'utilizzo di tariffe elettriche differenziate

Con un approccio competente al consumo di elettricità, le tariffe preferenziali possono portare risparmi sui costi molto significativi. Ciò è descritto in dettaglio in una apposita pubblicazione sul portale dedicata a.

Ciò solleva la domanda soluzione ovvia– accumulare energia termica durante la notte per raggiungere il minimo consumo durante il giorno.

• La periodicità della generazione di energia termica è ancora più pronunciata nel caso di utilizzo di collettori solari. Qui c'è una dipendenza non solo dall'ora del giorno (di notte l'assunzione è generalmente pari a zero).

I picchi di riscaldamento in una giornata soleggiata o con tempo nuvoloso non possono essere paragonati. È chiaro che non è possibile far dipendere direttamente il vostro impianto di riscaldamento dagli attuali “capricci” della natura, ma non si vuole nemmeno trascurare una fonte di energia aggiuntiva così potente. Ovviamente è necessario un qualche tipo di dispositivo buffer.

Questi tre esempi, pur nella loro diversità, sono accomunati da una circostanza comune: una chiara discrepanza tra i picchi di produzione di energia termica e il suo utilizzo razionale e uniforme per le esigenze di riscaldamento. Per eliminare questo squilibrio, viene utilizzato un dispositivo speciale chiamato accumulatore di calore (accumulatore termico, serbatoio tampone).

Prezzi per accumulatori di calore Hajdu

accumulatore di calore Hajdu

Il principio del suo funzionamento si basa sull'elevata capacità termica dell'acqua. Se un volume significativo viene riscaldato al livello richiesto durante il periodo di picco della fornitura di energia termica, per un certo periodo questo potenziale energetico accumulato può essere utilizzato per le esigenze di riscaldamento. Se confrontiamo, ad esempio, gli indicatori termofisici, un solo litro d'acqua, raffreddato di 1°C, può riscaldare un metro cubo d'aria fino a 4°C.

L'accumulatore di calore è sempre un serbatoio volumetrico con un efficace isolamento termico esterno, collegato al/ai circuito/i della sorgente di calore e ai circuiti di riscaldamento. È meglio considerare lo schema più semplice usando un esempio:

L'accumulatore di calore (TA) più semplice nella progettazione è un serbatoio volumetrico posizionato verticalmente, nel quale sono incorporati quattro tubi su due lati opposti. Da un lato è collegato al circuito (KHP) e dall'altro al circuito di riscaldamento distribuito in tutta la casa.

Dopo aver caricato e acceso la caldaia, la pompa di circolazione (Nk) di questo circuito inizia a pompare il liquido di raffreddamento (acqua) attraverso lo scambiatore di calore. L'acqua raffreddata entra nella caldaia dalla parte inferiore del TA, mentre l'acqua riscaldata arriva nella parte superiore. A causa della differenza significativa nella densità dell'acqua raffreddata e calda, non ci sarà alcuna miscelazione attiva nel serbatoio: durante la combustione del riempimento del carburante, lo scambiatore di calore verrà gradualmente riempito con liquido di raffreddamento caldo. Di conseguenza, con il corretto calcolo dei parametri, dopo che il carburante immagazzinato si sarà completamente esaurito, il contenitore verrà riempito acqua calda, riscaldato al livello di design. Tutta l'energia potenziale del combustibile (meno, ovviamente, le inevitabili perdite che si riflettono nell'efficienza della caldaia) viene convertita in calore, che viene accumulato nell'elemento riscaldante. L'isolamento termico di alta qualità consente di mantenere la temperatura nel serbatoio per molte ore e talvolta anche per giorni.

Fase due – la caldaia non funziona, ma l’impianto di riscaldamento funziona. Tramite la pompa di circolazione propria del circuito di riscaldamento il liquido refrigerante viene pompato attraverso tubi e radiatori. L'aspirazione avviene dall'alto, dalla zona “calda”. Ancora una volta, non si osserva una miscelazione intensiva e indipendente, per il motivo già menzionato, e il tubo di alimentazione riceve acqua calda, quello raffreddato ritorna dal basso, e il serbatoio cede gradualmente il suo calore nella direzione dal basso verso l'alto.

In pratica, durante il processo di riscaldamento della caldaia, la selezione del liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento, di regola, non si interrompe e il sistema di riscaldamento accumulerà solo energia in eccesso, che attualmente rimane non reclamata. Ma con il corretto calcolo dei parametri del serbatoio inerziale, non si dovrebbe sprecare un solo kilowatt di energia termica e, entro la fine del ciclo di accensione della caldaia, il TA dovrebbe essere “caricato” al massimo.

È chiaro che il funzionamento ciclico di un tale sistema con caldaia elettrica installata sarà legato a tariffe notturne preferenziali. Il timer della centralina accenderà e spegnerà l'alimentazione ad un'ora prestabilita la sera e la mattina, e durante il giorno i circuiti di riscaldamento saranno alimentati solo (o prevalentemente) dall'accumulatore di calore.

Caratteristiche di progettazione e schemi di collegamento di base per vari accumulatori di calore

Quindi, un accumulatore di calore è sempre un serbatoio cilindrico verticale volumetrico, che ha un isolamento termico altamente efficace ed è dotato di tubi per il collegamento dei circuiti di generazione e consumo del calore. Ma il design interno può variare. Consideriamo i principali tipi di modelli esistenti.

Principali tipologie di design degli accumulatori di calore

1 – Il tipo più semplice di progettazione TA. Ciò implica un collegamento diretto sia delle fonti di calore che dei circuiti di consumo. Tali serbatoi tampone vengono utilizzati nei seguenti casi:

• Se la caldaia e tutti i circuiti di riscaldamento utilizzano lo stesso liquido di raffreddamento.
• Se la pressione massima consentita del liquido di raffreddamento nei circuiti di riscaldamento non supera quella della caldaia e dell'unità di riscaldamento stessa.

Nei casi in cui il requisito non può essere soddisfatto, i circuiti di riscaldamento possono essere collegati tramite ulteriori scambiatori di calore esterni

• Se la temperatura nel tubo di alimentazione all'uscita della caldaia non supera la temperatura consentita nei circuiti di riscaldamento.

Questa esigenza può però essere aggirata anche installando gruppi di miscelazione con valvola a tre vie su circuiti che richiedono una differenza di temperatura inferiore.

2 – L'accumulatore di calore è dotato di uno scambiatore di calore interno situato nella parte inferiore del serbatoio. Lo scambiatore di calore è solitamente una spirale attorcigliata da un tubo di acciaio inossidabile, normale o corrugato. Potrebbero esserci diversi scambiatori di calore di questo tipo.

Questo tipo di TA viene utilizzato nei seguenti casi:

• Se la pressione e la temperatura raggiunta dal liquido di raffreddamento nel circuito della fonte di calore superano notevolmente i valori consentiti per i circuiti di consumo e per l'accumulatore stesso.
• Se è necessario collegare più fonti di calore (secondo il principio bivalente). Ad esempio, in aiuto della caldaia viene un impianto solare (collettore solare) o una pompa di calore geotermica. Inoltre, quanto più bassa è la pressione della temperatura della fonte di calore, tanto più in basso dovrebbe essere posizionato il suo scambiatore di calore nello scambiatore di calore.
• Se la fonte di calore e i circuiti di consumo utilizzano tipo diverso refrigerante.

A differenza del primo schema, questo scambiatore di calore è caratterizzato dalla miscelazione attiva del liquido di raffreddamento nel contenitore: il riscaldamento avviene nella sua parte inferiore e l'acqua calda meno densa tende verso l'alto.

Il diagramma al centro dell'HA mostra un anodo di magnesio. A causa del potenziale elettrico inferiore, "attira" su se stesso gli ioni di sali pesanti, impedendo alle incrostazioni di crescere eccessivamente sulle pareti interne del serbatoio. Soggetto a sostituzione periodica.

3 – L'accumulatore di calore è integrato con un circuito di fornitura di acqua calda a flusso continuo. L'acqua fredda entra dal basso, viene fornita rispettivamente al punto di rubinetto dell'acqua calda dal basso. La maggior parte dello scambiatore di calore si trova nella parte superiore dello scambiatore di calore.

Questo schema è considerato ottimale per le condizioni in cui il consumo di acqua calda è sufficientemente stabile e uniforme, senza carichi di punta pronunciati. Naturalmente lo scambiatore di calore deve essere realizzato in metallo che soddisfi gli standard di consumo di acqua alimentare.

Il resto dello schema è simile al primo, con collegamento diretto dei circuiti di generazione e consumo del calore.

4 – All'interno dell'accumulatore di calore è presente un serbatoio per creare una riserva di acqua calda per il consumo sanitario. In effetti, questo schema ricorda una caldaia integrata riscaldamento indiretto.

L'uso di tale progetto è pienamente giustificato nei casi in cui il picco di produzione di energia termica da parte della caldaia non coincide con il picco di consumo di acqua calda. In altre parole, quando l'attuale struttura domestica della casa prevede un consumo massiccio, ma piuttosto a breve termine, di acqua calda.

Tutti gli schemi elencati possono variare in varie combinazioni: la scelta di un modello specifico dipende dalla complessità del sistema di riscaldamento da creare, dal numero e dal tipo di fonti corporee e dai circuiti di consumo. Si prega di notare che la maggior parte degli accumulatori di calore hanno molti tubi di uscita distanziati verticalmente.

Il fatto è che con qualsiasi schema, in un modo o nell'altro all'interno del serbatoio tampone, si forma un gradiente di temperatura (differenza di pressione termica in altezza). Diventa possibile collegare circuiti di impianti di riscaldamento che richiedono condizioni di temperatura diverse. Ciò facilita notevolmente il controllo termostatico finale dei dispositivi di scambio termico (radiatori o riscaldamento a pavimento), con perdite di energia inutili minime e carico ridotto sui dispositivi di controllo.

Schemi tipici di collegamento per accumulatori di calore

Ora possiamo considerare gli schemi di base per l'installazione degli accumulatori di calore in un sistema di riscaldamento.

Illustrazione	Breve descrizione dello schema
	La temperatura e la pressione sono le stesse nella caldaia e nei circuiti di riscaldamento. I requisiti del refrigerante sono gli stessi. All'uscita della caldaia e nello scambiatore di calore viene mantenuta una temperatura costante. Sui dispositivi di scambio termico, la regolazione è limitata solo a una variazione quantitativa del liquido di raffreddamento che li attraversa.
	La connessione nell'accumulatore di calore stesso, in linea di principio, ripete il primo diagramma, ma la regolazione delle modalità operative dei dispositivi di scambio di calore viene effettuata secondo un principio qualitativo - con una variazione della temperatura del liquido di raffreddamento. A questo scopo nel circuito sono inclusi dei miscelatori termostatici, ad esempio valvole a tre vie. Questo schema consente l'utilizzo più razionale del potenziale accumulato dall'accumulatore di calore, ovvero la sua “carica” durerà più a lungo.
	Questo schema, con circolazione del liquido di raffreddamento in un piccolo circuito della caldaia attraverso uno scambiatore di calore incorporato, viene utilizzato quando la pressione in questo circuito supera il limite consentito negli apparecchi di riscaldamento o nel serbatoio tampone stesso. La seconda opzione è che nella caldaia e nei circuiti di riscaldamento vengano utilizzati refrigeranti diversi.
	Le condizioni iniziali sono simili allo schema n. 3, ma viene utilizzato uno scambiatore di calore esterno. Possibili ragioni di questo approccio: - l'area di scambio termico della “bobina” incorporata non è sufficiente per mantenere la temperatura richiesta nell'accumulatore del corpo. – in precedenza era già stato acquistato uno scambiatore di calore senza scambiatore di calore interno e la modernizzazione dell’impianto di riscaldamento richiedeva esattamente questo approccio.
	Schema con l'organizzazione del flusso di acqua calda attraverso uno scambiatore di calore a spirale incorporato. Progettato per un consumo uniforme di acqua calda, senza picchi di carico.
	Questo schema, che utilizza un accumulatore di calore con serbatoio integrato, è progettato per i picchi di consumo di acqua calda, ma non molto positivo. Dopo aver esaurito la riserva creata e, di conseguenza, riempito il contenitore con acqua fredda, il riscaldamento alla temperatura richiesta può richiedere molto tempo.
	Un circuito bivalente che permette di utilizzare un'ulteriore fonte di energia termica nell'impianto di riscaldamento. In questo caso, l'opzione con il collegamento di un collettore solare viene mostrata in modo semplificato. Questo circuito è collegato allo scambiatore di calore nella parte inferiore dell'accumulatore di calore. Di solito, un tale sistema è progettato in modo tale che la fonte principale sia il collettore solare e la caldaia venga accesa secondo necessità, per il riscaldamento, quando l'energia principale non è sufficiente. Il collettore solare, ovviamente, non è un dogma: al suo posto potrebbe esserci una seconda caldaia.
	Uno schema che può dirsi multivalente. In questo caso viene mostrato l'utilizzo di tre fonti di energia termica. Il ruolo della caldaia ad alta temperatura è svolto dalla caldaia, che, ancora una volta, può svolgere solo un ruolo di supporto schema generale riscaldamento Collettore solare - simile allo schema precedente. Inoltre viene utilizzata un'altra fonte a bassa temperatura, che allo stesso tempo è stabile e indipendente dalle condizioni atmosferiche e dall'ora del giorno: una pompa di calore geotermica. Quanto più bassa è la pressione termica della fonte di energia collegata, tanto più bassa è la posizione del suo collegamento all'accumulatore di calore.

Naturalmente i diagrammi sono forniti in forma molto semplificata. Ma in realtà, collegare un accumulatore di calore a sistemi complessi e ramificati, con contorni diversi gli impianti di riscaldamento, e anche quelli che ricevono calore da fonti di diversa potenza e temperatura, richiedono una progettazione altamente professionale con calcoli termici ingegneristici, utilizzando numerosi dispositivi di controllo aggiuntivi.

Un esempio è mostrato in figura:

1 – caldaia a combustibile solido.

2 – boiler elettrico, che si accende solo quando necessario e solo durante il periodo di validità della tariffa preferenziale.

3 – unità di miscelazione speciale nel circuito della caldaia ad alta temperatura.

4 – stazione solare, collettore solare, che nelle belle giornate può fungere da principale fonte di energia termica.

5 – accumulatore di calore, al quale convergono tutti i circuiti di generazione e consumo del calore.

6 – circuito di riscaldamento ad alta temperatura con radiatori, con regolazione delle modalità secondo il principio quantitativo - utilizzando solo valvole di intercettazione.

7 – circuito di riscaldamento a bassa temperatura – “pavimento caldo”, che prevede necessariamente una regolazione di alta qualità della temperatura di riscaldamento del liquido di raffreddamento.

8 – circuito di fornitura di acqua calda a flusso continuo, dotato di una propria unità di miscelazione per la regolazione di alta qualità della temperatura dell'acqua calda sanitaria.

Oltre a tutto quanto sopra, l'accumulatore di calore può essere dotato di propri riscaldatori elettrici – elementi riscaldanti. A volte è utile mantenere una determinata temperatura con il loro aiuto senza, ad esempio, ricorrere nuovamente all'accensione non programmata di una caldaia a combustibile solido.

Speciali elementi riscaldanti aggiuntivi possono essere acquistati separatamente: la loro filettatura di montaggio è solitamente adattata alle prese di collegamento disponibili su molti modelli di accumulatori di calore. Naturalmente, il collegamento del riscaldamento elettrico richiederà l'installazione di un'unità termostatica aggiuntiva, che garantirà l'accensione degli elementi riscaldanti solo quando la temperatura nel riscaldatore scende al di sotto del livello impostato dall'utente. Alcuni riscaldatori sono già dotati di un tipo incorporato di questo tipo.

Prezzi per accumulatori di calore S-Tank

Accumulatore termico S-Tank

Video: consigli di uno specialista per la creazione di un sistema di riscaldamento con caldaia a combustibile solido e accumulatore di calore

Cosa considerare quando si sceglie un accumulatore di calore

Naturalmente, si consiglia di selezionare un accumulatore di calore nella fase di progettazione di un sistema di riscaldamento domestico, guidati dai dati di calcolo degli specialisti. Tuttavia, le circostanze variano ed è comunque necessario conoscere i criteri di base per valutare un dispositivo del genere.

• La capacità di questo serbatoio tampone verrà sempre al primo posto. Questo valore viene calcolato in base ai parametri del sistema da creare, alla potenza della caldaia, alla quantità di energia richiesta per il fabbisogno di riscaldamento e alla fornitura di acqua calda. In una parola, il contenitore deve essere tale da garantire l'accumulo di tutto il calore attualmente in eccesso, impedendone la perdita. Alcune regole per il calcolo della capacità saranno discusse di seguito.
• Naturalmente le dimensioni del prodotto e il suo peso dipendono direttamente dalla capacità. Anche questi parametri sono decisivi: non è sempre possibile e non ovunque posizionare un accumulatore di calore del volume richiesto in una stanza dedicata, quindi è necessario riflettere in anticipo sulla questione. Succede che i serbatoi di grande volume (oltre 500 litri) non passano attraverso le porte standard (800 mm). Quando si stima la massa di TA, è necessario tenerne conto insieme all'intero volume d'acqua di un dispositivo completamente pieno.
• Il parametro successivo è la pressione massima consentita nell'impianto di riscaldamento in fase di creazione o già in funzione. Un simile indicatore AT non dovrebbe in ogni caso essere inferiore. Ciò dipenderà dallo spessore delle pareti, dal tipo di materiale utilizzato e anche dalla forma del contenitore. Pertanto, nei serbatoi tampone progettati per pressioni superiori a 4 atmosfere (bar), i coperchi superiore e inferiore hanno solitamente una configurazione sferica (toroidale).

• Materiale per realizzare il contenitore. I serbatoi in acciaio al carbonio con rivestimento anticorrosione sono più economici. I contenitori in acciaio inossidabile sono, ovviamente, più costosi, ma anche il loro periodo di garanzia è molto più lungo.
• Disponibilità di scambiatori di calore aggiuntivi integrati per circuiti di riscaldamento o di fornitura di acqua calda. Il loro scopo è già stato menzionato sopra: i modelli vengono selezionati in base alla complessità complessiva del sistema di riscaldamento.
• Disponibilità di opzioni aggiuntive - possibilità di installare elementi riscaldanti, installazione di strumentazione, dispositivi di sicurezza - valvole di sicurezza, prese d'aria, ecc.
• È necessario valutare lo spessore e la qualità dell'isolamento termico esterno del corpo TA in modo da non dover affrontare da soli questo problema. Quanto migliore è l'isolamento del serbatoio, tanto più a lungo la “carica termica” verrà naturalmente immagazzinata al suo interno.

Caratteristiche di installazione degli accumulatori di calore

L'installazione di un accumulatore di calore richiede il rispetto di alcune regole:

• Tutti i circuiti collegati devono essere collegati con giunti filettati o flange. Non sono ammessi giunti saldati.
• I tubi collegati non devono esercitare alcun carico statico sui tubi TA.
• Si consiglia di installare valvole di intercettazione su tutte le tubazioni collegate al TA.
• Su tutti gli ingressi e le uscite utilizzati sono installati dispositivi visivi di monitoraggio della temperatura (termometri).
• Dovrebbe essere presente una valvola di scarico nel punto più basso del TA o sul tubo in prossimità di esso.
• Su tutti i tubi che entrano nell'accumulatore di calore sono installati filtri per la depurazione meccanica dell'acqua – “collettori di fango”.
• Molti modelli hanno un tubo sulla parte superiore per il collegamento di una presa d'aria automatica. Se non ce n'è, la presa d'aria deve essere installata sul tubo di uscita più alto.
• Nelle immediate vicinanze dell'accumulatore di calore è necessario installare un manometro e una valvola di sicurezza.
• È severamente vietato apportare modifiche indipendenti alla progettazione dell'accumulatore di calore che non siano specificate dal produttore.
• L'installazione di TA deve essere eseguita solo in una stanza riscaldata, eliminando la possibilità di congelamento del liquido.
• Un serbatoio pieno d'acqua può avere una massa molto significativa. La piattaforma deve essere in grado di sopportare un carico così elevato. Spesso per questi scopi è necessario aggiungere un fondotinta speciale.
• Indipendentemente dalla modalità di installazione dell'accumulatore di calore, deve essere garantito il libero accesso allo sportello di ispezione.

Esecuzione di semplici calcoli dei parametri dell'accumulatore di calore

Come accennato in precedenza, il calcolo completo di un impianto di riscaldamento con più circuiti per la produzione e il consumo di energia termica è un compito che può essere svolto solo da specialisti, poiché devono essere presi in considerazione molti fattori diversi. Ma alcuni calcoli possono essere eseguiti da soli.

Ad esempio, la casa è installata. È nota la sua potenza generata a pieno carico di carburante. Il tempo di combustione di un carico completo di legna da ardere è stato determinato sperimentalmente. Stai pensando di acquistare un accumulatore di calore e devi determinare quanto volume è necessario per garantire che tutto il calore generato dalla caldaia venga effettivamente utilizzato.

Prendiamo come base la famosa formula:

W = m × c × Δt

W- la quantità di calore necessaria per riscaldare una massa di liquido ( M) con una capacità termica nota ( Con) di un certo numero di gradi ( Δt).

Da qui è facile calcolare la massa:

m = W / (s × Δt)

Non sarebbe male tenere conto dell’efficienza della caldaia ( K), poiché le perdite di energia sono inevitabili in un modo o nell'altro.

W = k× m × c × Δt, o

m = W / (k × c × Δt)

Ora diamo un'occhiata a ciascuno dei valori:

• M - la massa d'acqua desiderata, dalla quale, conoscendo la densità, sarà facile determinare il volume. Non sarebbe un grosso errore calcolare dal calcolo 1000 kg = 1 m³.
• W– quantità eccessiva di calore generato durante il periodo di accensione della caldaia.

Può essere definito come la differenza tra i valori energetici generati durante la combustione del deposito di combustibile e spesi nello stesso periodo per riscaldare la casa.

La potenza massima della caldaia è solitamente nota: questo è il valore di targa, progettato per un'acqua a combustibile solido ottimale. Mostra la quantità di energia termica generata dalla caldaia per unità di tempo, ad esempio 20 kW.

Ogni proprietario sa sempre con precisione quanto tempo impiega il suo pieno di carburante a consumarsi. Diciamo che saranno 2,5 ore.

Successivamente, è necessario sapere quanta energia può essere spesa per riscaldare la casa in questo momento. In una parola, è necessario determinare il fabbisogno di energia termica di un particolare edificio per garantire condizioni abitative confortevoli.

Tale calcolo, se il valore della potenza richiesta non è noto, può essere effettuato in modo indipendente: per questo esiste un comodo algoritmo riportato in una pubblicazione speciale sul nostro portale.

Come effettuare autonomamente i calcoli termici per la propria casa?

Spesso sono richieste informazioni sulla quantità di energia termica necessaria per riscaldare una casa: quando si scelgono le attrezzature, si sistemano i radiatori e si eseguono lavori di isolamento. Il lettore può conoscere l'algoritmo di calcolo, inclusa una comoda calcolatrice, aprendo la pubblicazione ad esso dedicata utilizzando il collegamento.

Ad esempio, per riscaldare una casa sono necessari 8,5 kW di energia all'ora. Ciò significa che in 2,5 ore di combustione del bocchettone di rifornimento si otterrà:

20×2,5 = 50 kW

Nello stesso periodo verranno spesi:

8,5 × 2,5 = 21,5 kW

W = 50 – 21,5 = 28,5 kW

• K– Efficienza dell'impianto della caldaia. Di solito è indicato nel passaporto del prodotto come percentuale (ad esempio 80%) o come frazione decimale (0,8).
• Con– capacità termica dell’acqua. Questo è un valore tabellare uguale a 4,19 kJ/kg×°C o 1,164 Wh/kg×°C o 1,16 kW/m³×°C.
• Δt– la differenza di temperatura con la quale l'acqua deve essere riscaldata. Può essere determinato sperimentalmente per il vostro impianto misurando i valori sulle tubazioni di mandata e ritorno quando l'impianto funziona alla massima potenza.

Supponiamo che questo valore sia

Δt = 85 – 60 = 35 °C

Quindi tutti i valori sono noti e non resta che sostituirli nella formula:

m = 28500 / (0,8 × 1,164 × 35) = 874,45 kg.

Lo stesso approccio può essere applicato se si calcola il volume di un accumulatore di calore collegato. L'unica differenza è che per il calcolo non viene preso in considerazione il tempo di riscaldamento, ma l'intervallo di tempo della tariffa preferenziale, ad esempio dalle 23:00 alle 6:00 = 7 ore. Per “unificare” questo valore si può chiamarlo, ad esempio, “periodo di attività della caldaia”.

Per semplificare il compito per il lettore, di seguito è riportato un calcolatore speciale che consentirà di calcolare rapidamente il volume consigliato di un accumulatore di calore per una caldaia esistente (prevista per l'installazione).

Gli obiettivi principali della progettazione e installazione del sistema riscaldamento autonomo sono comfort in casa e funzionamento senza problemi. Si sbagliano quindi coloro che credono che per ottenere il comfort sia sufficiente installare semplicemente una caldaia e collegarla all'impianto di riscaldamento.

E questo errore sta nel fatto che prima o poi qualsiasi caldaia, anche la migliore qualità, può guastarsi. Inoltre, ciò accade molto spesso al culmine della stagione di riscaldamento, quando la modalità operativa dell'apparecchiatura è più intensa. Come potete assicurarvi in ​​un caso del genere?

Ci sono diverse opzioni:

• Avere in casa una stufa normale che funzioni.
• Avere due caldaie, una delle quali, di potenza inferiore, viene utilizzata solo in caso di emergenza.
• Includere nell'impianto di riscaldamento un dispositivo che consenta di accumulare Energia termica durante il funzionamento della caldaia, in grado di mantenere la temperatura del liquido di raffreddamento al livello adeguato per un tempo sufficientemente lungo quando si ferma.

La prima opzione è buona per quelle case che in precedenza avevano il riscaldamento a stufa e quindi erano dotate di un proprio locale caldaia. È improbabile che qualcuno costruisca una stufa in una nuova casa, per la quale inizialmente era previsto il riscaldamento da una caldaia. La seconda opzione viene utilizzata raramente, ma ha diritto alla vita. Di solito quello principale qui è un'unità a combustibile solido e gas, e quella di riserva è una caldaia elettrica di potenza non troppo elevata, utilizzata esclusivamente come fonte di calore di riserva.

Ma la terza opzione dal punto di vista dell'affidabilità è la più ottimale. Tale dispositivo è chiamato accumulatore di calore e viene spesso utilizzato in sistemi dotati di caldaie periodiche. Molto spesso si tratta di caldaie a combustibile solido (che devono essere caricate di carburante più volte al giorno) e di unità elettriche, che è vantaggioso accendere solo di notte (se l'elettricità è più economica di notte).

Cos’è un accumulatore di calore (TA)

Un accumulatore di calore è un serbatoio di una certa capacità (piuttosto grande) riempito con un liquido refrigerante (solitamente acqua). Il serbatoio deve essere ben isolato dall'ambiente esterno. Allo stesso tempo, durante il funzionamento della caldaia, a causa dell'elevata capacità termica dell'acqua, il liquido di raffreddamento viene riscaldato su tutto il volume del serbatoio. Per questo motivo, viene creata una grande riserva di potenza termica, garantendo il funzionamento stabile dell'impianto di riscaldamento e della fornitura di acqua calda (se disponibile) durante l'intero periodo di inattività della caldaia. Inoltre, il motivo del fermo macchina non è importante: potrebbe trattarsi semplicemente di un'interruzione tra i focolari o di un incidente.

Con un volume del serbatoio sufficiente, anche una casa grande può durare fino a 2 giorni. Allo stesso tempo, la temperatura al suo interno diminuirà di soli 2-3 gradi. Questo è il vantaggio più evidente e comprensibile di avere un accumulatore di calore nell'impianto di riscaldamento domestico. In effetti, le sue capacità sono molto più ampie. Dopotutto, infatti, aumenta significativamente il volume del liquido di raffreddamento nel circuito dell'impianto di riscaldamento. Allo stesso tempo, aumentano anche i suoi indicatori come la capacità termica e l'inerzia.

Cioè l'impianto si riscalda più lentamente, assorbendo più energia, ma si raffredda anche molto a lungo, mantenendo la temperatura in casa anche quando la caldaia non funziona.

Esistono numerose situazioni in cui la presenza di un accumulatore di calore nel sistema semplifica e riduce notevolmente i costi per ottenere i risultati desiderati.

Il combustibile brucia meglio quando la caldaia funziona alla massima potenza. Ma in primavera ed estate questa potenza è chiaramente eccessiva. E la presenza di un serbatoio dell'acqua ti consentirà di riscaldare rapidamente l'acqua al suo interno alla temperatura desiderata e di interrompere il processo di combustione, risparmiando carburante e tempo per la manutenzione della caldaia.

Le caldaie a combustibile solido hanno una potenza minima durante l'accensione; mentre il combustibile brucia, raggiunge il massimo e poi diminuisce nuovamente. Questa modalità non è molto utile per il funzionamento del sistema di riscaldamento: la temperatura del liquido di raffreddamento al suo interno oscilla costantemente. La presenza di un accumulatore di calore consente di mantenere la temperatura nel sistema a un livello ottimale.

Se il sistema ha diverse fonti di riscaldamento del liquido di raffreddamento e una di queste è una caldaia a combustibile solido, il collegamento delle altre diventa molto difficile. Un serbatoio del liquido di raffreddamento consente di organizzare tali collegamenti in modo semplice ed economico.

Se è necessario organizzare la fornitura di acqua calda in casa, è necessario installare uno scambiatore di calore aggiuntivo nella caldaia o utilizzare una caldaia a riscaldamento indiretto. Tutto ciò influisce negativamente sul funzionamento dell'impianto di riscaldamento. E qui un grande serbatoio di acqua calda rende facile uscire dalla situazione.

Pertanto, il TA è un'unità di disaccoppiamento tra il circuito di riscaldamento e la caldaia, consentendo costi minimi implementare varie funzioni aggiuntive.

Per fare ciò, è necessario basarsi sui seguenti dati:

• potenza dell'unità termica;
• il tempo durante il quale il liquido di raffreddamento nello scambiatore di calore deve riscaldarsi;
• il tempo durante il quale la potenza termica accumulata nel serbatoio dovrebbe essere sufficiente a coprire la perdita di calore dell'abitazione.

Per una corretta selezione è necessario conoscere la potenza termica del riscaldatore.

Si calcola utilizzando la formula:

Q = m × C × (T2 – T1),

• dove m è la massa del liquido di raffreddamento (a seconda del volume dello scambiatore di calore), kg;
• C – capacità termica specifica del liquido di raffreddamento;
• T2 – T1 è la differenza tra la temperatura finale e quella iniziale dell'acqua. Di solito è preso pari a 40 gradi.

Una tonnellata d'acqua, quando raffreddata di 40 gradi, rilascia 46 kWh di calore.

Se si desidera impostare la caldaia sul funzionamento periodico, ad esempio solo sulla modalità notte o giorno, la potenza della caldaia dovrebbe essere sufficiente per riscaldare la casa per il tempo rimanente.

Facciamo un esempio. Supponiamo di utilizzare una caldaia a combustibile solido che funziona solo durante il giorno per 10 ore. In questo caso la perdita di calore della casa è di 5 kW, quindi al giorno saranno necessari 5 × 24 = 120 kW*h di potenza termica per mantenere la funzione di riscaldamento. Il TA verrà utilizzato per 14 ore. Ciò significa che dovrebbe accumulare: 5 × 14 = 70 kWh di calore. Se il liquido di raffreddamento è acqua, il suo peso dovrebbe essere 70: 46 = 1,52 tonnellate, con un margine del 15% sarà di 1,75 tonnellate, quindi il volume dello scambiatore di calore dovrebbe essere di circa 1,75 metri cubi. M.

Non dimenticare che la potenza della caldaia dovrebbe essere sufficiente a produrre 120 kWh di energia in 10 ore di funzionamento. Cioè, la sua potenza deve essere almeno 120: 10 = 12 kW.

Se il riscaldatore viene utilizzato solo per la sicurezza dell'impianto di riscaldamento in caso di incidente, la riserva di potenza termica in esso contenuta dovrebbe essere sufficiente per 1-2 giorni. Cioè, la riserva di carica deve essere di almeno 120 - 240 kWh. Allora il volume di TA sarà: 240:46 = 5,25 metri cubi. M.

Questi sono calcoli approssimativi, ma permettono di farsi un'idea approssimativa dei parametri TA.

Esistono modi più semplici per calcolare il volume di TA:

• Il volume è pari all'area della stanza in metri moltiplicata per 4. Ad esempio, una casa ha una superficie di 120 metri quadrati. M. Quindi il volume del serbatoio dovrebbe essere: 120 × 4 = 480 l.
• La potenza della caldaia viene moltiplicata per 25. Ad esempio, la caldaia ha una potenza di 12 kW, quindi il volume del serbatoio sarà 12 × 25 = 300 litri.

Puoi creare tu stesso un serbatoio per riscaldare il liquido di raffreddamento o acquistarne uno già pronto. Autoproduzioneè associato alle difficoltà di tenere conto delle caratteristiche e delle caratteristiche delle apparecchiature future. Da questo dipenderà non solo il prezzo dell'emissione, ma anche le prestazioni dell'AT e la sua durata.

I principali parametri di funzionamento degli accumulatori di calore sono:

• Peso, volume e dimensioni. Il volume del serbatoio viene selezionato in base alla potenza della caldaia. Ma maggiore è il suo volume, più economicamente funzionerà il sistema nel suo insieme. Uno scambiatore di calore di grandi dimensioni impiegherà più tempo a riscaldarsi, ma aumenterà anche il tempo che intercorre tra l'accensione della caldaia. Se il serbatoio è troppo grande secondo i calcoli e non si adatta alla stanza assegnata, è possibile utilizzare diversi contenitori più piccoli.
• Pressione nell'impianto di riscaldamento. Da questo valore dipendono lo spessore delle pareti del TA, nonché la forma del fondo e del coperchio. Se la pressione nel sistema non supera i 3 bar, è possibile utilizzare gli accumulatori di calore più comuni. Se la pressione operativa è compresa tra 4 e 8 bar, è necessario scegliere serbatoi con coperchi tosferici. Tali apparecchiature costeranno di più.
• Il materiale di cui è fatto il serbatoio. Molto spesso si tratta di acciaio al carbonio standard rivestito con vernice impermeabile. Ma se possibile, è meglio scegliere un serbatoio in acciaio inossidabile. È più resistente agli additivi contenuti nel liquido di raffreddamento e alla corrosione.
• Temperatura massima del fluido.
• Disponibilità della possibilità di installare apparecchiature aggiuntive: elementi riscaldanti, uno scambiatore di calore integrato per il collegamento al sistema di acqua calda, scambiatori di calore aggiuntivi per organizzare il collegamento ad altre fonti di riscaldamento del liquido di raffreddamento.

Come installare un accumulatore di calore

Più in modo semplice L'installazione è un TA posizionato verticalmente, nelle cui pareti sono incassati 4 tubi, due su ciascun lato. Ogni coppia è distanziata verticalmente. Il tubo superiore è collegato da un lato alla linea di alimentazione della caldaia e dall'altro al ramo di alimentazione dell'impianto di riscaldamento. In basso, sui lati corrispondenti del serbatoio, sono presenti i tubi collegati alle linee di ritorno della caldaia e al circuito di riscaldamento.

Le tubazioni di ritorno della caldaia e del circuito di riscaldamento sono dotate di pompe di circolazione.

Dopo aver caricato il carburante nella caldaia e ottenuto una combustione stabile, accendere la pompa di circolazione, fornendo acqua dal fondo dello scambiatore di calore alla sua zona di riscaldamento. Allo stesso tempo, parallelamente, il liquido di raffreddamento caldo utilizzato per il riscaldamento dei locali viene fornito all'unità di riscaldamento attraverso il tubo superiore.

In questo caso non si verifica la miscelazione attiva dell'acqua fredda e calda nel serbatoio: ciò viene impedito densità diverse acqua di diversa temperatura.

Dopo che il carburante si è esaurito, il serbatoio viene riempito con acqua alla temperatura richiesta. Successivamente, viene accesa la pompa di circolazione del circuito di riscaldamento, che pompa l'acqua riscaldata attraverso il sistema. A causa del fatto che il liquido di raffreddamento entra nel sistema attraverso il tubo superiore e l'acqua spesa nel sistema e già raffreddata entra dal basso, non si verifica la miscelazione di strati di acqua di diverse temperature e TA a lungo fornisce acqua alla temperatura richiesta al sistema.

Tipi di TA a seconda del design

A seconda dello scopo funzionale, tutti gli accumulatori di calore sono suddivisi nei seguenti tipi:

• Vuoto - con collegamento diretto dei circuiti. In un tale sistema non vengono utilizzati scambiatori di calore e la separazione dell'acqua fredda e calda è garantita solo dalla differenza nella loro densità. Gli AT fatti in casa di solito hanno esattamente questo design.
• Con caldaia incorporata. All'interno del serbatoio principale è presente un ulteriore contenitore destinato al riscaldamento dell'acqua dell'impianto sanitario.
• Con scambiatore di calore interno. Questo modello consente di separare i liquidi refrigeranti nei circuiti della caldaia e dell'impianto di riscaldamento. La separazione dei liquidi è assicurata dalle pareti dello scambiatore di calore.

Cosa offre il mercato degli impianti di riscaldamento?

Il nostro mercato ha prodotti di rinomate aziende straniere:

• Buderus (Germania) - produce TA universali che possono essere utilizzati per funzionare con caldaie a combustibile solido di qualsiasi altra marca. I serbatoi sono realizzati in acciaio al carbonio e dotati di isolamento costituito da uno strato di materiale plastico espanso di spessore 100 mm.
• Hajdu è un prodotto ungherese che attira per il suo buon rapporto qualità-prezzo. Anche lo spessore dello strato isolante è di 100 mm.
• Lapesa è un'azienda spagnola che produce accumulatori di calore non solo per uso domestico ma anche per uso industriale. Per l'isolamento termico dei serbatoi viene utilizzata la schiuma poliuretanica che garantisce una perdita di calore estremamente bassa.
• NIBE (Svezia) - produce modelli che consentono l'utilizzo di varie unità di riscaldamento del liquido refrigerante (pompa di calore o collettore solare). L'isolamento termico dei serbatoi è costituito da uno strato di polistirolo espanso di spessore 80 mm.
• S-TANK è un prodotto bielorusso. È di alta qualità e prezzo abbordabile. Può funzionare con acqua di bassa qualità. Ha protezione anticorrosione sotto forma di uno strato di smalto.
• I GOPPO sono accumulatori di calore russi per impianti di riscaldamento, progettati per pressioni di 3 e 6 bar. Hanno isolamento in schiuma di polietilene di 30 mm di spessore.

La scelta di un sistema di riscaldamento per l'impianto di riscaldamento di una casa privata è una questione responsabile. Se l’installazione del riscaldamento viene eseguita da un’azienda specializzata, non devi preoccuparti della corretta scelta dell’apparecchio di riscaldamento. Se decidi di farlo da solo, prova a prendere in considerazione tutti i parametri elencati e scegli un serbatoio con almeno una piccola riserva di volume.

Accumulatore di calore per il riscaldamento di caldaie

Continuiamo la nostra serie di articoli con un argomento che interesserà chi riscalda la propria casa con caldaie a combustibile solido. Vi parleremo di un accumulatore di calore per il riscaldamento di caldaie (HS) che utilizzano combustibile solido. È davvero il dispositivo richiesto, che consente di bilanciare il funzionamento del circuito, attenuare le differenze nella temperatura del liquido di raffreddamento e anche risparmiare denaro. Notiamo subito che un accumulatore di calore per caldaie elettriche viene utilizzato solo se la casa dispone di un contatore elettrico con calcolo separato dell'energia notturna e diurna. Altrimenti, non ha senso installare un accumulatore di calore per caldaie per riscaldamento a gas.

Come funziona un impianto di riscaldamento con accumulatore di calore?

Un accumulatore di calore per caldaie di riscaldamento è una parte del sistema di riscaldamento progettata per aumentare il tempo tra i carichi combustibile solido nella caldaia. È un serbatoio in cui non c'è accesso all'aria. È isolato e ha un volume abbastanza grande. Nell'accumulatore di calore c'è sempre acqua per il riscaldamento e circola attraverso l'intero circuito. Naturalmente come liquido refrigerante può essere utilizzato anche il liquido non congelante, ma comunque, a causa del suo costo elevato, non viene utilizzato nei circuiti con TA.

Inoltre, non ha senso riempire l'impianto di riscaldamento con un accumulatore di calore con antigelo, poiché tali serbatoi sono collocati in locali residenziali. E l'essenza del loro utilizzo è garantire che la temperatura nel circuito sia sempre stabile e quindi l'acqua nel sistema sia calda. Applicazione di un grande accumulatore di calore per il riscaldamento case di campagna la residenza temporanea non è pratica e un piccolo serbatoio è di scarsa utilità. Ciò è dovuto al principio di funzionamento dell'accumulatore di calore per l'impianto di riscaldamento.

• TA è posto tra la caldaia e l'impianto di riscaldamento. Quando la caldaia riscalda il liquido di raffreddamento, entra nello scambiatore di calore;
• poi l'acqua scorre attraverso i tubi fino ai radiatori;
• il flusso di ritorno ritorna al TA, e poi direttamente alla caldaia.

Nonostante l'accumulatore di calore per l'impianto di riscaldamento sia un unico vaso, a causa delle sue grandi dimensioni, la direzione dei flussi in alto e in basso è diversa.

Affinché l'AT possa svolgere la sua funzione principale di accumulo di calore, questi flussi devono essere miscelati. La difficoltà è che le alte temperature aumentano sempre, mentre il freddo tende a diminuire. È necessario creare tali condizioni affinché parte del calore scenda sul fondo dell'accumulatore di calore nell'impianto di riscaldamento e riscaldi il liquido di raffreddamento di ritorno. Se la temperatura è uniforme in tutto il serbatoio, viene considerato completamente carico.

Dopo che la caldaia ha bruciato tutto ciò che vi era stato caricato, smette di funzionare ed entra in gioco il TA. La circolazione continua e cede gradualmente il suo calore nell'ambiente attraverso i radiatori. Tutto ciò accade finché la porzione successiva di carburante non entra nuovamente nella caldaia.

Se l'accumulatore di calore per il riscaldamento è piccolo, la sua riserva durerà solo per un breve periodo, mentre il tempo di riscaldamento delle batterie aumenta, poiché il volume del liquido di raffreddamento nel circuito è aumentato. Svantaggi dell'utilizzo per residenze temporanee:

• aumenta il tempo di riscaldamento della stanza;
• volume maggiore del circuito, il che rende più costoso il riempimento con antigelo;
• maggiori costi di installazione.

Come hai capito, riempire il sistema e scaricare l'acqua ogni volta che vieni alla tua dacia è a dir poco problematico. Considerando che il solo serbatoio avrà una capacità di 300 litri, non ha senso adottare tali misure per pochi giorni alla settimana.

Nel serbatoio sono integrati circuiti aggiuntivi: si tratta di tubi a spirale metallici. Il liquido a spirale non ha un contatto diretto con il liquido di raffreddamento nell'accumulatore di calore per il riscaldamento della casa. Questi potrebbero essere i contorni:

• riscaldamento a bassa temperatura (pavimento caldo).

Pertanto, anche la caldaia a circuito singolo più primitiva o addirittura la stufa può diventare un riscaldatore universale. Fornirà all'intera casa il calore e l'acqua calda necessari allo stesso tempo. Di conseguenza, le prestazioni del riscaldatore verranno sfruttate appieno.

Nei modelli di serie fabbricati in condizioni di produzione, sono integrate fonti di riscaldamento aggiuntive. Anche queste sono spirali, solo che sono chiamate elementi riscaldanti elettrici. Spesso ce ne sono diversi e possono funzionare da diverse fonti:

• circuito;
• pannelli solari.

Tale riscaldamento è un'opzione aggiuntiva e non è obbligatoria; tienilo presente se decidi di realizzare un accumulatore di calore per il riscaldamento con le tue mani.

Schemi elettrici dell'accumulatore di calore

Osiamo suggerire che se sei interessato a questo articolo, molto probabilmente hai deciso di realizzare un accumulatore di calore per il riscaldamento e il suo cablaggio con le tue mani. Puoi inventare molti schemi di connessione, l'importante è che tutto funzioni. Se comprendi correttamente i processi che si verificano nel circuito, puoi sperimentare. La modalità di collegamento del TA alla caldaia influirà sul funzionamento dell'intero impianto. Diamo prima un'occhiata allo schema di riscaldamento più semplice con un accumulatore di calore.

Schema semplice Cablaggi TA

Nella figura si vede la direzione del movimento del liquido refrigerante. Si prega di notare che è vietato il movimento verso l'alto. Per evitare che ciò accada, la pompa tra l'elemento riscaldante e la caldaia deve pompare grande quantità refrigerante rispetto a quello che si trova prima del serbatoio. Solo in questo caso verrà generata una forza di prelievo sufficiente, che rimuoverà parte del calore dall'alimentazione. Lo svantaggio di questo schema di collegamento è il lungo tempo di riscaldamento del circuito. Per ridurlo è necessario creare un anello di riscaldamento della caldaia. Puoi vederlo nel diagramma seguente.

Schema tubazioni TA con circuito riscaldamento caldaia

L'essenza del circuito di riscaldamento è che il termostato non aggiunge acqua dal riscaldatore finché la caldaia non la riscalda al livello impostato. Quando la caldaia si è riscaldata, parte della fornitura entra nel TA, mentre l'altra parte viene miscelata con il liquido di raffreddamento dal serbatoio ed entra nella caldaia. In questo modo il riscaldatore funziona sempre con un liquido già riscaldato, il che aumenta la sua efficienza e il tempo di riscaldamento del circuito. Cioè, le batterie si scalderanno più velocemente.

Questo metodo di installazione di un accumulatore di calore in un sistema di riscaldamento consente di utilizzare il circuito in modalità autonoma quando la pompa non funziona. Si prega di notare che lo schema mostra solo i punti di collegamento del gruppo termico alla caldaia. Il liquido di raffreddamento circola in modo diverso verso i radiatori, che passa anche attraverso lo scambiatore di calore. La presenza di due bypass permette di andare doppiamente sul sicuro:

• la valvola di ritegno si attiva se la pompa è ferma e la valvola a sfera sul bypass inferiore è chiusa;
• Se la pompa si ferma e la valvola di ritegno si rompe, la circolazione avviene attraverso il bypass inferiore.

In linea di principio è possibile apportare alcune semplificazioni a questo progetto. Dato che la valvola di ritegno ha un'elevata resistenza al flusso, può essere esclusa dal circuito.

Schema tubazioni TA senza valvola di ritegno per un sistema a gravità

In questo caso, quando la luce si spegne, sarà necessario aprire manualmente la valvola a sfera. Va detto che con una disposizione del genere il TA deve essere posizionato sopra il livello dei radiatori. Se non si prevede che il sistema funzioni per gravità, il collegamento del sistema di riscaldamento all'accumulatore di calore può essere effettuato secondo lo schema mostrato di seguito.

Schema elettrico TA per circuito con circolazione forzata

Nel TA si crea il corretto movimento dell'acqua, che permette di riscaldarla pallina per pallina, partendo dall'alto. Potrebbe sorgere la domanda: cosa fare se non c'è luce? Ne abbiamo parlato nell'articolo sulle fonti di energia alternative per l'impianto di riscaldamento. Sarà più economico e conveniente. Dopotutto, le curve di gravità sono costituite da tubi di grande sezione e inoltre è necessario rispettare pendenze non sempre convenienti. Se si calcola il prezzo di tubi e raccordi, si soppesano tutti gli inconvenienti di installazione e si confronta tutto questo con il prezzo di un UPS, allora l'idea di installare una fonte di alimentazione alternativa diventerà molto allettante.

Calcolo del volume di accumulo di calore

Volume dell'accumulatore di calore per il riscaldamento

Come abbiamo già accennato, non è consigliabile utilizzare TA di piccolo volume, e anche vasche troppo grandi non sono sempre adatte. Quindi è sorta la domanda su come calcolare il volume richiesto di AT. Vorrei davvero dare una risposta specifica, ma sfortunatamente non può essercene una. Sebbene esista ancora un calcolo approssimativo di un accumulatore di calore per il riscaldamento. Diciamo che non sai quale sia la dispersione termica della tua casa e non puoi scoprire, ad esempio, se non è stata ancora costruita. A proposito, per ridurre la perdita di calore, è necessario isolare le pareti di una casa privata sotto il raccordo. È possibile selezionare un serbatoio in base a due valori:

• area della stanza riscaldata;
• potenza della caldaia.

Metodi per calcolare il volume delle apparecchiature di riscaldamento: area della stanza x 4 o potenza della caldaia x 25.

Sono queste due caratteristiche ad essere decisive. Diverse fonti offrono il proprio metodo di calcolo, ma in realtà questi due metodi sono strettamente correlati. Supponiamo di decidere di calcolare il volume di un accumulatore di calore per il riscaldamento, in base all'area della stanza. Per fare ciò, moltiplicare per quattro la metratura della stanza riscaldata. Ad esempio, se abbiamo casetta 100 mq, quindi avrete bisogno di un serbatoio da 400 litri. Questo volume consentirà di ridurre il carico della caldaia a due volte al giorno.

Indubbiamente esistono anche caldaie a pirolisi in cui viene aggiunto combustibile due volte al giorno, solo che in questo caso il principio di funzionamento è leggermente diverso:

• il carburante divampa;
• la fornitura d'aria diminuisce;
• inizia il processo di combustione.

In questo caso, quando il carburante divampa, la temperatura nel circuito inizia ad aumentare rapidamente e quindi la combustione senza fiamma mantiene l'acqua calda. Durante questa combustione, molta energia scompare nel tubo. Inoltre, se una caldaia a combustibile solido funziona in tandem con un sistema di riscaldamento che perde, alle temperature di punta il vaso di espansione a volte bolle. L'acqua inizia letteralmente a bollire al suo interno. Se i tubi sono realizzati in polimeri, questo è semplicemente distruttivo per loro.

In uno degli articoli sui tubi polimerici abbiamo parlato delle loro caratteristiche. Il TA toglie parte del calore e il serbatoio può bollire solo dopo che è completamente carico. Cioè la possibilità di ebollizione, con il corretto volume di TA, tende a zero.

Ora proviamo a calcolare il volume del riscaldatore in base al numero di kilowatt nel riscaldatore. A proposito, questo indicatore viene calcolato in base alla metratura della stanza. A 10 m viene prelevato 1 kW. Si scopre che in una casa di 100 metri quadrati dovrebbe esserci una caldaia con una potenza di almeno 10 kilowatt. Poiché il calcolo viene sempre effettuato con un margine, possiamo supporre che nel nostro caso si tratterà di un'unità da 15 kilowatt.

Se non si tiene conto della quantità di liquido di raffreddamento nei radiatori e nei tubi, un kilowatt della caldaia può riscaldare circa 25 litri di acqua nell'unità di riscaldamento. Pertanto, il calcolo sarà appropriato: è necessario moltiplicare la potenza della caldaia per 25. Di conseguenza, otterremo 375 litri. Se confrontiamo con il calcolo precedente, i risultati sono molto vicini. Solo questo tiene conto che la potenza della caldaia verrà calcolata con uno scarto di almeno il 50%.

Ricorda, più TA, meglio è. Ma in questa materia, come in ogni altra, bisogna fare a meno del fanatismo. Se installi un TA per duemila litri, il riscaldatore semplicemente non può far fronte a un tale volume. Sii obiettivo.

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Accumulatore termico nell'impianto di riscaldamento

Il sistema di riscaldamento comprende, secondo il consueto concetto sviluppato nel corso degli anni, tre elementi: una fonte di calore (caldaia), tubazioni e dispositivi di riscaldamento (radiatori). Ma se questo una casa privata con una caldaia a combustibile solido (legna, mattonelle di torba, carbone) e si desidera aumentare l'efficienza ed evitare la necessità di monitorare costantemente il focolare, potrebbe valere la pena utilizzare un'unità come un accumulatore di calore nel sistema. [contenuto]

Principio di funzionamento di un accumulatore di calore

Il compito principale svolto dall'accumulatore di calore è aumentare l'inerzia del sistema di riscaldamento. Per fare ciò, aumentano il volume del liquido di raffreddamento e, di conseguenza, la quantità di calore da esso accumulato. La batteria rappresenta quindi un contenitore isolante inserito nel circuito di riscaldamento.

Come accennato in precedenza, la batteria aumenta notevolmente l'inerzia del sistema, ovvero, sebbene il liquido di raffreddamento impieghi più tempo a riscaldarsi, accumula più calore e lo rilascia più a lungo e riduce gli sbalzi di temperatura.

Struttura interna dell'accumulatore di calore

Pertanto, se la casa è collegata al riscaldamento centralizzato o il sistema utilizza caldaie a gas o combustibile liquido che funzionano in modalità automatica come apparecchiature per la generazione di calore, gli accumulatori di calore rappresentano semplicemente un costo aggiuntivo di materiale e denaro. Ma ci sono casi in cui il loro uso è più che giustificato:

1. Se l'impianto di riscaldamento utilizza caldaie a combustibile solido (soprattutto senza caricamento del bunker) e non è possibile garantirne la manutenzione costante (in una casa privata). In questo caso, l'accumulatore di calore fornirà una temperatura costante e stabile nella stanza, e sarà anche in grado di attenuare gli inevitabili sbalzi durante la pulizia e la rimozione della cenere;
2. Se elettrico riscaldamento dell'acqua e viene applicato un sistema differenziato di pagamento dell'energia elettrica. Gli accumulatori di calore ti permetteranno di accumulare calore durante le ore in cui la tariffa è minima, e successivamente potrai utilizzare i riscaldatori alla minima potenza;
3. Se il sistema di riscaldamento presenta periodi di picco del consumo di energia termica (molto spesso ciò è dovuto al costo del riscaldamento dell'acqua, ad esempio durante il funzionamento intensivo delle docce), l'installazione di una caldaia aggiuntiva non è pratica. La batteria sarà in grado di fornire il trasferimento di calore durante questi periodi di tempo solitamente brevi.

Dove l’accumulatore di calore sarà “superfluo”

A volte, per i sistemi di riscaldamento, al contrario, è auspicabile un rapido aumento della temperatura e la sua diminuzione; in questo caso, la maggiore quantità di liquido refrigerante che si accumula nei serbatoi di stoccaggio interferirà solo con il rapido riscaldamento e raffreddamento e il controllo preciso della temperatura. In particolare:

1. Se il riscaldamento è necessario solo per brevi periodi di tempo e il consumo eccessivo di carburante non è desiderabile. Ad esempio, un locale caldaia funziona per riscaldare un'asciugatrice, che viene utilizzata solo periodicamente. In questo caso non ha senso riscaldare con il calore accumulato il locale vuoto dal quale è stato scaricato il materiale.
2. Se, oltre al riscaldamento, l'impianto di riscaldamento viene utilizzato anche per fornire calore ad alcuni dotazioni tecnologiche ed è richiesto un cambiamento rapido e accurato delle condizioni di temperatura: una maggiore inerzia non farà altro che ostacolare.

Come installare correttamente gli accumulatori di calore

Se si utilizza un sistema di riscaldamento a circolazione forzata, il punto di inserimento non ha molta importanza, poiché la fornitura di energia termica dall'accumulatore viene effettuata da una pompa. Puoi scegliere qualsiasi posizione conveniente, dato che la batteria ha dimensioni decenti.

Per il suo corretto funzionamento è necessario posizionare correttamente i tubi di collegamento: l'ingresso (a seconda del movimento del vettore di energia termica nell'impianto) in basso, l'uscita in alto.

Schema di collegamento dell'accumulatore di calore

Se si utilizza il riscaldamento a circolazione naturale, il luogo di inserimento gioca un ruolo importante. Molte persone commettono l'errore di combinare accumulatori di calore e vasi di espansione. Vaso di espansione si trova nel punto più alto del riscaldamento e l'acqua calda da esso può iniziare a muoversi, raffreddandosi solo attraverso i tubi e aumentando la sua densità. Per lavoro efficiente L'accumulatore di energia termica dovrebbe essere posizionato nella parte inferiore del tubo di alimentazione del riscaldamento e il più vicino possibile alla caldaia.

È possibile assemblare e installare da soli un accumulatore di energia termica?

Dal punto di vista progettuale, gli accumulatori di energia termica sono abbastanza semplici: sono un contenitore con pareti termicamente isolate, dotato di tubi per il collegamento all'impianto di riscaldamento. Pertanto, l'assemblaggio o l'adattamento dei contenitori per le batterie non sarà difficile per chiunque abbia competenze idrauliche e di saldatura.

Potrebbe sorgere solo la questione del calcolo dell'isolamento termico delle pareti. Ma in questo caso si può applicare il principio “più è meglio che meno”, poiché per i serbatoi utilizzati come accumulatori di calore, a causa della loro forma, non esiste il concetto di raggio di isolamento termico effettivo.

Il video seguente mostra lo schema di installazione e il principio di funzionamento dell'accumulatore di calore:

all-for-teplo.ru

Accumulatore termico per un sistema di riscaldamento - principali vantaggi. Premere!

Il desiderio di molti proprietari di case private e cottage di utilizzare le risorse per riscaldare le proprie case nel modo più efficiente possibile incontra spesso lo stesso problema, anche quando si utilizzano tutte tecnologie moderne isolamento e risparmio energetico, installazione delle caldaie per il riscaldamento più economiche: non vi è alcun risparmio significativo di risorse.

Ciò è in gran parte una conseguenza di errori commessi molto prima che venisse sollevata la questione dell’uso prudente delle risorse e dell’uso delle moderne tecnologie di costruzione. Ma che dire delle nuove case costruite secondo tutti i canoni moderni? Il limite dello sviluppo è davvero raggiunto?

Per la maggior parte, questa rimarrà una domanda retorica, ma per coloro che decidono di utilizzare conoscenze veramente scientifiche e non estratti di opuscoli pubblicitari, vale la pena pensare di includere un nuovo elemento nel sistema di riscaldamento: un accumulatore di calore.

Come funziona il sistema di riscaldamento?

Nella moderna concezione dell'efficienza energetica degli impianti di riscaldamento, inclusa una casa o un cottage separato, Ultimamente l'enfasi si è spostata in modo significativo dall'indicatore del consumo di carburante per il riscaldamento dell'ambiente all'indicatore che caratterizza l'efficienza dell'uso dell'energia per il riscaldamento completo della casa.

Questa enfasi giustificata sull’efficienza energetica ci consente di dare uno sguardo nuovo al problema del riscaldamento domestico, che comprende due compiti principali:

• Riscaldamento domestico;
• fornitura di acqua calda.

Oggi un nuovo modo per risparmiare risorse energetiche nell'impianto di riscaldamento di un edificio è installare apparecchiature aggiuntive nell'impianto di riscaldamento, la cui funzione è quella di accumulare energia termica e consumarla gradualmente.

L'utilizzo di un accumulatore di calore nel circuito dei dispositivi dell'impianto di riscaldamento, dove la principale fonte di energia è una caldaia a combustibile solido, consente di ridurre il consumo di carburante fino al 50% durante la stagione di riscaldamento senza costi aggiuntivi. Ma questo è nel futuro, ma per ora dovremmo considerare chiaramente il principio di funzionamento di questo dispositivo.

Il principio di funzionamento di un sistema con una caldaia a combustibile solido

L'effetto massimo derivante dalla connessione al sistema verrà applicato specificamente a caldaie a combustibile solido.

Il calore rilasciato durante la combustione del carburante passa attraverso uno scambiatore di calore attraverso una tubazione in registri o batterie di riscaldamento, che sono essenzialmente gli stessi scambiatori di calore, solo che non ricevono calore, ma, al contrario, lo cedono agli oggetti circostanti, all'aria, in generale, il locale caldaia.

Mentre si raffredda, il liquido di raffreddamento - l'acqua nelle batterie - cade e confluisce nuovamente nel circuito dello scambiatore di calore della caldaia, dove si riscalda nuovamente. In un tale schema, ci sono almeno due punti associati a una grande, se non enorme, perdita di calore:

• direzione diretta del movimento del liquido di raffreddamento dalla caldaia ai registri e raffreddamento rapido del liquido di raffreddamento;
• un piccolo volume di liquido di raffreddamento all'interno dell'impianto di riscaldamento, che non consente il mantenimento di una temperatura stabile;
• la necessità di mantenere costantemente una temperatura del liquido di raffreddamento costantemente elevata nel circuito della caldaia.

È importante capire che questo approccio non può essere definito altro che dispendioso. Dopotutto, quando si aggiunge prima il carburante a una temperatura di combustione elevata nelle stanze, l'aria si scalderà abbastanza rapidamente. Ma non appena il processo di combustione si interrompe, termina anche il riscaldamento della stanza e, di conseguenza, la temperatura del liquido di raffreddamento scenderà nuovamente e l'aria nella stanza si raffredderà.

Utilizzando un accumulatore di calore

A differenza di un impianto di riscaldamento standard, un impianto dotato di accumulatore di calore funziona in modo leggermente diverso. Nella sua forma più primitiva, subito dopo la caldaia, il serbatoio viene installato come dispositivo tampone.

Tra la caldaia e le tubazioni è installato un serbatoio con isolamento termico in multistrato. La capacità del serbatoio, calcolata in modo tale che la quantità di liquido refrigerante all'interno del serbatoio sia maggiore rispetto all'impianto di riscaldamento, contiene liquido refrigerante riscaldato dalla caldaia.

All'interno del serbatoio sono installati diversi scambiatori di calore per il sistema di riscaldamento e per il sistema di fornitura di acqua calda. Il volume interno della batteria, riscaldata dalla caldaia, può essere mantenuto alta temperatura e cederlo gradualmente ai sistemi di riscaldamento e di approvvigionamento idrico.

Considerando che il serbatoio più piccolo ha un volume di 350 litri d'acqua, è facile calcolare che spendere la stessa quantità di carburante utilizzando un accumulatore di calore avrà un effetto molto maggiore rispetto a un sistema di riscaldamento diretto.

Ma questo è il tipo più primitivo di dispositivo termico. Un accumulatore di calore standard, progettato per funzionare effettivamente nelle condizioni di fornitura di calore di una casa separata, può avere:

Il prezzo di tali batterie dipende da molti fattori:

• materiale per la fabbricazione di serbatoi;
• volume del serbatoio interno;
• il materiale con cui è realizzato lo scambiatore di calore;
• azienda produttrice;
• una serie di attrezzature aggiuntive;

Nota dello specialista: calcola lavoro corretto L'intero sistema di riscaldamento, partendo dalla potenza termica della caldaia e terminando con il diametro dei tubi del vapore, può, in linea di principio, essere realizzato in modo indipendente, ma va tenuto presente che la potenza sia della caldaia che dell'impianto stesso deve essere progettato per funzionare alle temperature più basse possibili nella regione.

Informazioni più dettagliate su questo problema oggi possono essere trovate sulle pagine dei siti Internet, sia in forma testuale che utilizzando i servizi di specialisti calcolatori on-line e naturalmente in aziende specializzate coinvolte nello sviluppo e nell'installazione di sistemi di fornitura di calore.

Tutto è controllato elettronicamente

Forse per molti un concetto come "casa intelligente" è diventato da tempo parte del ritmo abituale della vita.

Una casa in cui molte funzioni di manutenzione e gestione dei sistemi sono affidate all'elettronica non può fare a meno della partecipazione di componenti elettronici e del funzionamento di un sistema di riscaldamento e approvvigionamento idrico con un accumulatore di calore.

Per mantenere una temperatura costantemente confortevole, non è tanto necessaria la combustione costante del combustibile nel focolare della caldaia, ma piuttosto il mantenimento stabile della temperatura nell'impianto di riscaldamento. E affronta questo compito abbastanza bene controllo elettronico funzionamento dell'accumulatore di calore.

Caratteristiche della scheda di controllo:

Inoltre, il componente elettronico può essere perfettamente utilizzato come regolatore per il funzionamento sia di una caldaia a combustibile solido che di dispositivi di riscaldamento elettrici, e anche come sistema di collettori solari per ottenere i massimi benefici e risparmiare risorse.

L'effetto economico anche dell'inclusione di un accumulatore di calore nello schema di fornitura del riscaldamento consente, come già accennato, di ridurre i costi del carburante durante la stagione di riscaldamento fino al 50%, e se si tiene conto del fatto che il prezzo dell'energia è in costante crescita , allora un tale investimento diventa non solo redditizio, ma già obbligatorio per i nuovi edifici.

Guarda il video in cui l'utente spiega in modo molto dettagliato la progettazione di una caldaia a combustibile solido accoppiata ad un accumulatore di calore:

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Accumulatore di calore in un sistema di riscaldamento: introduzione al principio di funzionamento, opzioni di progettazione e installazione

Perché sono necessari gli accumulatori di calore negli impianti di riscaldamento? Come sono costruiti? Quando si installa un sistema di riscaldamento con le proprie mani, come è possibile collegare l'accumulatore di calore al circuito comune? Proviamo a capirlo.

L'eroe del nostro articolo è nella foto a destra.

Primo incontro

Cos'è: un serbatoio di accumulo per il riscaldamento?

Nella sua forma più semplice, è un alto contenitore cilindrico o quadrato con diversi tubi a diverse altezze dalla base. Volume: da 200 a 3000 litri (i modelli più popolari vanno da 0,3 a 2 metri cubi).

L'elenco di opzioni e opzioni è piuttosto ampio:

• Il numero di tubi può variare da quattro a un paio di dozzine. Tutto dipende dalla configurazione dell'impianto di riscaldamento e dal numero di circuiti indipendenti.
• L'accumulatore di calore del riscaldamento dell'acqua può essere isolato termicamente. 5-10 centimetri di schiuma di poliuretano ridurranno notevolmente le inutili perdite di calore se il serbatoio si trova all'esterno della stanza riscaldata.

Consiglio: anche se il serbatoio si trova all'interno della casa e, a quanto pare, il suo trasferimento di calore aiuta i radiatori a svolgere le loro funzioni, l'isolamento termico non danneggerà. La quantità di calore emessa da un serbatoio con un volume di 0,3-2 metri cubi è MOLTO grande. I nostri piani non includono l'organizzazione di una sauna 24 ore su 24.

• Il materiale della parete può essere acciaio nero o acciaio inossidabile. È chiaro che nel secondo caso la durata dell'accumulatore di calore è più lunga, ma anche il suo prezzo è più alto. A proposito, dentro sistema chiuso L'acqua diventa rapidamente chimicamente inerte e il processo di corrosione dell'acciaio nero viene notevolmente rallentato.
• La vasca può essere divisa in sezioni comunicanti da più setti orizzontali. In questo caso, la stratificazione dell'acqua in base alla temperatura all'interno del suo volume sarà più pronunciata.
• Il serbatoio può essere provvisto di flange per il montaggio di resistenze elettriche tubolari. Infatti, con potenza sufficiente, l'accumulatore idraulico per impianti di riscaldamento si trasformerà in una vera e propria caldaia elettrica.
• L'accumulatore di calore può essere dotato di uno scambiatore di calore per la preparazione dell'acqua calda potabile. Inoltre, questo può essere uno scambiatore di calore a piastre a flusso continuo o un serbatoio di accumulo all'interno del serbatoio principale. Rispetto alla quantità di calore accumulata dal serbatoio, il costo del riscaldamento dell'acqua sarà comunque insignificante.
• Sul fondo del serbatoio può essere presente uno scambiatore di calore aggiuntivo per il collegamento di un collettore solare. Si trova nella parte inferiore per garantire un efficace trasferimento di calore dal collettore al serbatoio di accumulo anche quando la sua efficienza è bassa (ad esempio al crepuscolo).

Ecco come viene utilizzato l'accumulatore di calore in un impianto solare.

Funzioni

È facile intuire che sono necessari accumulatori di calore per il riscaldamento per accumulare energia termica di riserva. Ma anche senza il riscaldamento sembra funzionare, e non male. In quali casi è giustificato il loro utilizzo?

Caldaia a combustibile solido

Per le caldaie a combustibile solido (con o senza circuito idraulico), la modalità operativa più efficace è quella in cui il combustibile brucia con una quantità minima di residui (compresi non solo ceneri, ma anche acidi e catrame) e la massima efficienza - piena potenza. La regolazione della potenza viene solitamente effettuata limitando l'accesso dell'aria al focolare, con chiare conseguenze.

Ma sfruttare tutta la potenza termica significa scaldare in breve tempo i radiatori fino a renderli quasi roventi, e poi lasciarli raffreddare. Questa modalità è estremamente inefficace, porta ad un'usura accelerata dei tubi e dei loro collegamenti e fornisce un regime di temperatura scomodo in casa.

È qui che viene in soccorso un sistema di riscaldamento con accumulatore di calore:

• Il calore generato dalla caldaia a piena potenza viene utilizzato per riscaldare l'acqua nel serbatoio.
• Dopo che il carburante si è esaurito, l'acqua continua a circolare serbatoio di stoccaggio e termosifoni, sottraendogli calore GRADUALMENTE.

Come bonus, otteniamo accensioni molto meno frequenti della caldaia, il che ci farà risparmiare tempo e fatica.

Il serbatoio tampone consentirà alla caldaia a combustibile solido di funzionare in modalità ottimale.

Caldaia elettrica

Quali sono i vantaggi del riscaldamento con accumulo di calore quando si utilizza l’elettricità come fonte di calore? Dopotutto, tutte le moderne caldaie elettriche possono regolare la potenza in modo fluido o graduale e non richiedono una manutenzione frequente?

La frase chiave è la tariffa notturna. Il costo per kilowattora con un contatore a due tariffe può essere MOLTO diverso di notte, quando i sistemi energetici sono scarichi, e di giorno, nei picchi di consumo.

Variando le tariffe, i lavoratori del settore energetico distribuiscono il consumo di elettricità in modo più uniforme; Bene, questo è a nostro vantaggio:

1. Di notte, la caldaia programmabile si accende secondo un timer e riscalda l'accumulatore idraulico per il riscaldamento fino alla temperatura massima di esercizio di 90 gradi.
2. Durante il giorno l'energia termica accumulata viene utilizzata per riscaldare l'abitazione. Il flusso del liquido di raffreddamento per gli impianti di riscaldamento viene dosato regolando le prestazioni della pompa di circolazione.

Un accumulatore di calore in combinazione con un contatore a due tariffe contribuirà a risparmiare in modo significativo sul riscaldamento.

Riscaldamento multicircuito

Un'altra funzione molto utile del serbatoio di accumulo è la possibilità di utilizzarlo contemporaneamente come pompa idraulica accumulando energia. Cos'è e perché è necessario?

Ricorda che solitamente ci sono più di quattro tubi sul corpo di un serbatoio alto. Anche se sembrerebbe che l'entrata e l'uscita siano abbastanza. A diversi livelli è possibile prelevare acqua a diverse temperature dal serbatoio di accumulo; di conseguenza, possiamo ottenere, nella maggior parte dei casi, un circuito ad alta temperatura con radiatori e un riscaldamento a bassa temperatura: pavimenti riscaldati.

Nota: saranno comunque necessarie pompe con circuiti di controllo termico. In momenti diversi della giornata, allo stesso livello della vasca, la temperatura dell'acqua varierà notevolmente.

I tubi possono essere utilizzati non solo come uscite per i circuiti di riscaldamento. Diverse caldaie tipi diversi può essere collegato anche ad un accumulatore di calore.

Collegamento e capacità termica

Come si presenta un impianto di riscaldamento con accumulatore di calore?

Gli accumulatori di calore per il riscaldamento sono collegati esattamente allo stesso modo delle frecce idrauliche e, in generale, differiscono da essi solo per isolamento termico e volume. Sono posizionati tra le tubazioni di mandata e di ritorno provenienti dalla caldaia. L'alimentazione è collegata alla parte superiore del serbatoio, il ritorno al fondo.

I circuiti secondari vengono alimentati in base alla temperatura del liquido refrigerante richiesto: il riscaldamento ad alta temperatura preleva l'acqua dalla parte superiore del serbatoio, il riscaldamento a bassa temperatura dalla parte inferiore.

Diagramma schematico di connessione.

Le istruzioni per il calcolo della capacità termica si basano su una semplice formula: Q = mc(T2-T1), dove:

• Q - calore accumulato;
• m è la massa d'acqua nel serbatoio;
• c è il calore specifico del liquido refrigerante in J/(kg*K), per acqua pari a 4200;
• T2 e T1: temperature iniziali e finali del liquido di raffreddamento.

Diciamo che un accumulatore di calore con un volume di due metri cubi con un delta di temperatura di 20°C (90-70°C) e utilizzando acqua come refrigerante può accumulare 2000 kg (prendiamo la densità dell'acqua di 1 kg/l, anche se a 90°C è leggermente inferiore) x4200 J/(kg*K)x20= 168.000.000 Joule.

Cosa significa questa quantità di energia? Il serbatoio può erogare 168 megawatt di potenza termica in un secondo o, più realisticamente, 5 kilowatt in 33.600 secondi (9,3 ore).

Conclusione

Come al solito, puoi saperne di più sugli accumulatori di calore guardando il video allegato all'articolo (vedi anche lo schema del riscaldamento dell'acqua per una casa privata).

Tubo corrugato per riscaldamento