Теплоаккумулятор своими руками

Общие рекомендации по изготовлению бака

Для изготовления теплоаккумулятора можно приобрести готовую металлическую емкость подходящего объема. Прекрасно подойдут баки для воды, предназначенные для полива садово-огородных участков. Некоторые рекомендуют использовать пластмассовые емкости (типа еврокуба или септика).

Однако при выборе пластиковых сосудов, даже рассчитанных на температуру эксплуатации до 80,0С…90,0С следует знать, что надежность всей системы резко падает, и вряд ли какому хозяину будет приятно оказаться зимой без отопления с разлитым в помещении кубометром воды.

Идеальным решением будет являться самостоятельное изготовление. При этом зная объем бака и площадь помещения, где он будет размещаться нетрудно самостоятельно определить габариты. Для изготовления подойдет листовая сталь толщиной не менее 2,0 миллиметров.

При этом никаких сложностей с монтажом (приваркой) входных и входных штуцеров не будет. Если изготовить бак в форме параллелепипеда или куба значительно облегчатся работы по его дальнейшей теплоизоляции.

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.

Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:

• бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
• материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
• клейкая лента;
• медные трубки для изготовления змеевика;
• бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.

Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.

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

Теплоаккумулятор, общий вид

Теплоаккумулятор, патрубки. 1 – система отопления. 2 – верхний змеевик. 3 – нижний змеевик. 4 – охлаждение ТА. 5 – группа безопасности. 6 – магниевый анод

Теплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 – термометры Wats. 2 – твердотопливный котел. 3 – термодатчики для контроллера солнечных систем

Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.

Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.

Теплоаккумулятор

Змеевик – теплообменник

Трубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезов

Подключение теплообменника

Подключение теплообменника

Подключение теплообменника

Утепление теплоаккумулятора

Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.

Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.

По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.

ТОП-4: S-TANK АТ AT-1000

Занимающий в ТОП-10 4 место накопитель служит тем же задачам, что описанные выше – аккумулирование подогретой воды.

Описание

• Материал, применяемый для корпуса, — углеродистая сталь;
• Страна-производитель – Беларусь;
• Масса – 131 кг;
• Высота – 2035 мм;
• Диаметр – 92 см;
• Объем – 1000 л;
• Давление в баке и наибольшая температура- 6 бар и 95 градусов.

Буферный теплонакопитель не имеет теплообменник. Объем его 1000 литров, что позволяет использовать устройство с котлами 6-10 кВт, предназначенных для помещений небольшой площади. Наиболее подходит для указанного объема теплоносителя маломощный твердотопливный котел.

Сверху конструкция защищена 70-миллиметровой теплоизоляцией, которая закрыта пластиковым кожухом с алюминиевой защелкой для простоты транспортировки, установки и демонтажа. Для подачи и отвода котловой воды имеется 8 отверстий с внутренней резьбой полтора дюйма.

Помимо них есть еще 4 полудюймовых отверстия, предназначены которые для термоманометров и датчиков терморегулирующих. Давление внутри рабочей зоны – 6 бар. Его достаточно для нормального функционирования накопителя.

Конструкция теплоаккумулятора

Согласно этой схеме происходит взаимодействие теплоаккумулятора, котла и системы отопления

Как вы сами понимаете, довольно трудно изготовить какое-либо устройство, не зная точно весь его «состав». Поэтому сперва мы тщательно рассмотрим основные его узлы, а уже потом приступим к разбору полетов.

Итак, теплоаккумулятор, по сути, является огромным термосом, способным поддерживать температуру горячей воды длительное время (до нескольких суток). Основу его составляет большая железная бочка с хорошей теплоизоляцией, ну и нужные отводы конечно.

Основные узлы теплоаккумулятора:

• Бак – непосредственно сама емкость, где будет находиться горячая вода.
• Теплоизоляция – слой утеплителя, который не даст воде остыть.
• Внешний кожух – одевается поверх теплоизоляции, чтобы ее более надежно зафиксировать и придать вашеу самодельному устройству презентабельный вид.
• Запорная арматура
• Воздухоотводчик
• Предохранительный клапан
• Термостат или трехходовой клапан
• Резьба на змеевике
• Термометр – монтируется в гильзу для дачи максимально точных показаний температуры внутри емкости.
• ТЭН электрический – конечно будет лучше, если эта деталь будет присутствовать в вашем теплоаккумуляторе. Он будет играть роль запасного источника энергии на тот случай, если котел по каким-либо причинам не сможет функционировать. Тогда в сильные морозы система не разморозится полностью, пока вы чините отопительный агрегат. Кстати вам понадобится ТЭН всего лишь мощностью около 1,5-2 кВт. Согласитесь, очень нужная вещь!
• Змеевик (теплообменник) – это главная деталь всего устройства, так как нагрев происходит именно с его помощью. Идеальным вариантом станет медный змеевик большого диаметра (около 20 мм), так как медь не будет ржаветь, в отличие от стальной или оцинкованной трубы.
• Сливной кран – для технического обслуживания бака.

Бак теплоаккумулятора

Об этом стоит поговорить отдельно, так как от верно выбранного материала, объема и формы емкости зависит эффективность работы вашего будущего творения.

Не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять: «нержавейка » — наилучший материал для бака теплоаккумулятора. Мало того, что она не подвержена коррозии, она еще и отличается высокой прочностью. Емкость из этого материала прослужит вам верой и правдой более 50 лет. Конечно стоимость бака из «нержавейки» весьма высока.

Есть еще один вариант бочки для теплоаккумулятора – это пластиковая бочка в металлическом каркасе. Максимальная температура воды, которую она сможет выдержать, – 80˚С.

Вполне возможно, что вы просто не сможете позволить себе потратить такую сумму на емкость. Поэтому предлагаем вам несколько возможных вариантов, где и как вы можете достать нужный бак:

— заказать изготовление у опытных сварщиков

— сделать бак самостоятельно из бочки диаметром 1 метр или изготовить элементарный куб из подручных материалов.

Бочка является более оптимальной формой для теплоаккумулятора, нежели куб. В сферической емкости вода будет прогреваться равномерно. Объем бака должен быть около 200-300 литров, но не меньше. Бак на 100 литров просто не справится с возложенными обязанностями.

Назначение теплоаккумулятора

Теплоаккумуляторную емкость можно подключать к любому типу котла

Теплоаккумулятор для различного типа котлов отопления представляет собой заполненный водой резервуар внушительного размера, который позволяет решить проблемы, возникающие при работе отопительного котла:

• перерасход энергии;
• избыточная мощность отопления;
• перегрев воды в котле;
• периодические колебания температуры нагрева из-за неравномерности самого процесса горения и несвоевременной закладки дров, угля;
• несовпадение пиков выработки и потребления тепловой энергии.

Часть проблем можно решить путем установки пиролизного котла длительного горения, но в последнем случае он не поможет. Особенность работы котла в том, что после закладки топлива мощность отдачи тепловой энергии постепенно увеличивается, достигая пиковых значений, а затем также постепенно уменьшается. Если вовремя не добавить топливо в котел, он останавливается, теплоноситель начинает остывать, а вместе с этим падает температура в доме. В период пиковой выработки тепла система не в состоянии эффективно распределять всю энергию, поскольку оснащена терморегуляторами, поэтому часть тепла растрачивается впустую. Если котел электрический, гораздо выгоднее накапливать тепло в ночные часы, когда электроэнергия рассчитывается по льготному ночному тарифу, чтобы днем потреблять электричество как можно меньше.

Резервуар теплоаккумулятора для системы отопления выполнен из нержавеющей или обычной стали, изнутри может быть покрыт защитным лаком. Стенки сверху окрашиваются теплоустойчивой краской, затем закрываются теплоизоляционным материалом и кожзаменителем. Фактически при подключении теплоаккумулятора объем теплоносителя в системе отопления увеличивается, что позволяет компенсировать пиковую мощность котла и одновременно накопить тепло для передачи ее теплоносителю при падении мощности выработки тепловой энергии котлом. Благодаря качественному утеплению вода в теплоаккумуляторе остывает долго. Она сохраняется в нагретом состоянии в течение нескольких часов и даже дней и посредством насоса подается в систему. Принцип действия теплоаккумулятора основан на разной теплоемкости различных сред, в частности воды и воздуха. Уменьшение температуры 1 л воды на один градус приводит к повышению температуры воздуха объемом 1 м3 на 4 градуса.

Ключевые функции теплонакопителей

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

• обеспечение пользователя горячей водой;
• нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
• повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
• возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
• накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т.д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

• ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
• более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.

Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500

Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бака

Схема установки

Собираем тепловой аккумулятор своими руками

Чтобы все сборочные работы по изготовлению буферной ёмкости своими руками прошли удачно, нужно подготовить следующие вещи:

• электрическая сварка;
• набор ключей, в том числе и газовый;
• паронитовые или силиконовые прокладки;
• соединительные муфты;
• листовой металл;
• взрывные клапаны.

Для того чтобы собрать теплоаккумулятор своими руками нужно придерживаться определённого порядка действий.

1. С помощью электросварки изготавливается герметический бак.
2. Врезаются патрубки в количестве 4 штук. Пара для подачи и пара для возврата теплоносителя.
3. Патрубки должны размещаться на противоположных сторонах бака при этом подающие концы располагаются в верхней части, а трубы обратки внизу теплоаккумулятора.
4. В верхней части устройства ввариваются муфты, в которых вмонтированы термодатчики и защитный клапан.
5. На завершающем этапе сборки выполняется теплоизоляция.
6. Выполняется подключение подающих труб к верхним патрубкам, а обратного трубопровода к нижним аналогам.
7. Аккумулирующее устройство подсоединяется к котлу.

Важно все расчёты по параметрам мощности аккумулирующего устройства и толщины бака выполнить до этапа сборки

Схема подключения теплового аккумулятора

Если человек знаком хотя бы поверхностно с тем, что такое отопительное оборудование, для чего предназначен тепловой аккумулятор и что он собою являет, проблем при монтаже не должно возникнуть. Проще всего купить готовый прибор, но следует учесть, что стоимость его не низкая. Само подключение выглядит следующим образом:

• накопительная ёмкость и обратный выход твердотопливного котла соединяются, между ними монтируется циркуляционный насос, обеспечивающие подачу горячей воды из системы отопления в тепловой аккумулятор;

• далее следует выполнить подключение трубопровода;

• если предусматривается использование для организации системы отопления больше одного отопительного прибора, последовательно подключается каждый агрегат.

Тепловой аккумулятор нужно защитить от перегревания, иначе он может очень быстро выйти из строя без возможности устранения неполадки. Для регуляции температуры и предотвращения перегрева устанавливаются специальные клапаны, датчики.

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками является неплохой альтернативой дорогостоящему покупному оборудованию. Если вы решили-таки купить тепловой аккумулятор, при выборе модели обязательно учитывайте мощность твёрдотопливного котла отопления. На рынке представлены разные виды оборудования, принадлежащего к этой категории. Чтобы выбрать наиболее подходящий прибор, следует воспользоваться рекомендациями профессионалов.

Способы и схемы подключения своими руками

Теплоаккумулятор с пустым баком устанавливают, если давление в системе небольшое

Сложность и особенности подключения зависят от типа теплового накопителя. Поэтому следует разобраться, какими они бывают.

• Самая простая конструкция – пустой внутри бак. Котел и потребители подключаются напрямую. Использование оптимально, если применяется одинаковый теплоноситель во всех контурах, давление в системе не превышает допустимые показатели накопителя и температура теплоносителя, подающегося из котла, не превышает допустимых значений для контура отопления. Если первые два требования не соблюдаются, при подключении в систему необходимо воспользоваться дополнительными внешними теплообменниками. В последнем случае следует установить смесительные узлы с трехходовыми кранами.
• Буферная емкость с внутренним теплообменником – одним или несколькими. Теплообменник представляет собой спиральную трубу из меди или нержавейки. В таком накопителе теплоноситель перемешивается. Змеевик, расположенный в нижней части, нагревает теплоноситель, горячая вода устремляется вверх как менее плотная. Наверху расположен другой змеевик, который забирает энергию и выводит ее на контуры отопления. Прибор такого типа оптимален при использовании разных типов теплоносителей, при высоком давлении и температуре теплоносителя, подключении нескольких генераторов тепла.
• Резервуар с проточным контуром горячего водоснабжения. Теплообменник по большей части расположен вверху бака. Он должен быть выполнен из металла, отвечающего нормативам пищевого водопотребления. Контуры подключаются напрямую. Такая система предпочтительна при равномерном расходе горячей воды.
• Теплоаккумулятор с внутренним бойлером. В накопительной емкости сохраняется нагретая вода для бытового потребления. Такой тип аккумулятора, накапливающего тепло, можно без проблем встроить в открытую и закрытую системы отопления, оснащенные твердотопливными, электрическими котлами и солнечными коллекторами. Особенно актуальны буферные емкости этого типа при использовании электрокотлов, когда теплоноситель нагревается ночью, а вода расходуется днем. Бойлера на 150 л вполне достаточно для суточного потребления воды среднестатистической семьей.

В системе с трехходовыми клапанами возможна более точная регулировка температуры

Другие типы систем:

1. Простейшая схема обвязки, ограничивающая возможности регулировки. Горячая вода поднимается вверх и забирается из верхней точки, после остывания опускается и снова поступает в котел. Используется в том случае, если давление и температура в генераторе тепла и контурах отопления одинаковы. Температура регулируется только методом увеличения/уменьшения потока теплоносителя.
2. В системе присутствуют узлы смешивания, байпасы, поэтому возможна более точная регулировка по температуре теплоносителя. Эффективность оборудования достигается благодаря установке, например трехходовых клапанов.
3. В систему включен дополнительный бак, благодаря чему небольшой объем горячей воды доступен непосредственно после запуска котла. Потребителю не приходится ждать, когда система разогреется полностью, но запас воды не велик, а нагревается система медленнее, чем классическая.
4. Внутри буферной емкости имеется один змеевик, через него проходит тепловая энергия от источника, а уже от змеевика нагревается теплоноситель в тепловом накопителе. В системе этого типа применяют разные теплоносители. Можно выбирать такие, которые нельзя смешивать из-за несовместимости химических характеристик. Через змеевик можно запитать отопление или ГВС, либо по этому кругу будет циркулировать теплоноситель от источника.
5. В системе установлен дополнительный внешний теплообменник. Он позволяет поддерживать нужную температуру в аккумуляторе.
6. Система с проточным контуром горячего водоснабжения. Она оптимальна, если горячая вода используется равномерно. В противном случае рекомендуется приобрести энергоаккумулятор со встроенным бойлером.
7. Система с одним змеевиком и подключением к альтернативному источнику энергии, например, солнечному коллектору. Называется бивалентной. Подключение осуществляется таким образом, что коллектор играет ведущую роль в нагреве системы, а котел подключается, когда тепловой энергии недостаточно.
8. Мультивалентная система, где основной нагрев осуществляют низкотемпературные источники, например солнечный коллектор и геотермальный тепловой насос. Они подключаются в нижней части теплового аккумулятора. В качестве вспомогательного источника тепловой энергии применяется высокотемпературный котел.

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие :

• давление в системе отопления;
• объем буферной емкости;
• наружные размеры и вес;
• оснащение дополнительными теплообменниками;
• возможность установки дополнительных устройств.

Напор воды (давление) в системе отопления — основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении

Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды. Объем буферной емкости

От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется

Объем буферной емкости. От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес. Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Оснащение дополнительными теплообменниками. При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Возможность установки дополнительных устройств. Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно

Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления

Важно

Выбирая теплоаккумулятор для отопления заостряйте внимание на его теплоизоляцию. От нее зависит сохранение полученного тепла

Улучшаем конструкцию теплоаккумулятора

Выше мы описали классическое устройство аккумулятора тепла, однако, есть варианты, как сделать работу этого оборудования еще более эффективной. Существует несколько вариантов:

1. В нижней части устройства можно установить еще один теплообменник. который будет работать совместно с солнечными коллекторами. Актуально для тех, кто использует нетрадиционные источники энергии.
2. Если ваша отопительная система имеет несколько контуров, то актуально будет разделить внутреннее пространство емкости на несколько секций. Тогда разделение по температуре будет более выраженным.
3. Если ваш бюджет позволяет, то вместо минеральной ваты можно использовать пенополиуретан. Он дороже, но гораздо более эффективно будет сохранять тепло воды.
4. Можно увеличить количество патрубков теплоаккумулятор а: так вы сможете подключить его к более сложной системе с несколькими контурами.
5. Дополнительный теплообменник также можно установить вместе с нынешним теплоаккумулятором. Воду, нагретую в нем, можно использовать для различных бытовых нужд, что очень удобно, согласитесь.

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Рекомендуем:

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Есть возможность сэкономить немного тепла, выработанного котлом? Тогда точно не стоит от нее отказываться. Для работы котла, так сказать, «впрок» человечество давно и весьма удачно придумало теплоаккумулятор. Это устройство, которое собирает излишки тепловой энергии отопительного котла и придерживает его до подходящего момента. Подробнее об этом устройстве, а также о его плюсах и минусах вы можете прочитать в нашей статье по выбору теплоаккумулятора для котла. Но, как вы сами можете понимать, стоит такое удовольствие недешево – около 40 000 рублей и более за модель объемом 200 литров. А если вам необходимо устройство пообъемнее? Не каждый способен выложить такую кругленькую сумму, особенно, если вы вполне можете сделать это устройство самостоятельно. Так за чем же дело стало? Поехали!