Beregning og tilkobling av en varmeakkumulator for en kjele med fast brensel

Kjeleanlegg for fast brensel kan ikke fungere lenge uten inngrep fra en person som med jevne mellomrom må laste ved inn i ovnen. Hvis dette ikke er gjort, vil systemet begynne å kjøle seg ned og temperaturen i huset vil synke. I tilfelle strømbrudd når ovnen er fullstendig utbrent, er det fare for å koke opp kjølevæsken i enhetens kappe og ødelegge den påfølgende. Alle disse problemene kan løses ved å installere en varmeakkumulator for oppvarming av kjeler. Det vil også være i stand til å utføre funksjonen til å beskytte støpejerninstallasjoner mot sprekker ved et kraftig fall i tilførselsvannets temperatur.

Binde en kjele med fast brensel med en varmeakkumulator

Beregning av bufferkapasiteten til kjelen

Varmeakkumulatorens rolle i det generelle oppvarmingsskjemaet er som følger: Under kjelens drift i normal modus, akkumuler du termisk energi, og etter at brennkammeret har gått ned, gi den til radiatorene i en viss periode. Strukturelt sett er en varmeakkumulator for en kjele med fast drivstoff en isolert vanntank med estimert kapasitet. Den kan installeres både i forbrenningsrommet og i et eget rom i huset. Det gir ingen mening å sette en slik tank på gaten, siden vannet i den vil kjøle seg ned mye raskere enn inne i bygningen.

Koble en varmeakkumulator til en kjele med fast drivstoff

Gitt tilgjengeligheten av ledig plass i huset, gjøres beregningen av varmeakkumulatoren for en kjele med fast drivstoff i praksis som følger: tankens kapasitet er hentet fra forholdet mellom 25-50 liter vann per 1 kW kraft som kreves for å varme huset... For en mer nøyaktig beregning av bufferkapasiteten for kjelen antas det at vannet i tanken varmes opp under kjeleanleggets drift til 90 ⁰С, og etter å ha slått av sistnevnte, vil det avgi varme og avkjøles til 50 ⁰С. For en temperaturdifferanse på 40 ° C, er verdiene for varmen gitt for forskjellige tankvolumer presentert i tabellen.

Tabell over verdier for varmespredning for forskjellige tankvolum

Varmeakkumulatorvolum, m3	0.35	0.5	0.8	1	1.5	2	3	3.5
Mengden varme som avgis ved en temperaturforskjell på 40 ⁰С, kW / t	20	30	45	58	85	115	170	210

Selv om det er plass i bygningen for stor kapasitet, gir ikke dette alltid mening. Det skal huskes at en stor mengde vann må oppvarmes, da skal selve kjelens kraft i utgangspunktet være 2 ganger mer enn det som er nødvendig for å varme opp boligen. En tank som er for liten vil ikke utføre sin funksjon, siden den ikke vil kunne lagre nok varme.

Beregning av kapasiteten til varmeakkumulatoren

Beregningsmetoden kan være forskjellig avhengig av søknadsskjemaet. Her er et grovt beregningsdiagram:

1. Bestemmelse av maksimal drivstoffbelastning. For eksempel rommer brennkammeret 20 kg ved. 1 kg ved kan frigjøre 3,5 kWh energi. Dermed vil kjelen gi 20 3,5 = 70 kWh varme når du brenner ett bokmerke med ved. Tiden det tar for et komplett bokmerke å brenne kan bestemmes empirisk eller beregnes. Hvis kjeleeffekten for eksempel er 25 kW 70:25 = 2,8 timer.
2. Varmebærertemperatur i varmesystemet. Hvis systemet allerede er installert, er det nok å måle temperaturen ved innløpet og utløpet og bestemme varmetapet.
3. Bestemmelse av ønsket nedlastingsfrekvens. For eksempel er lasting mulig om morgenen og om kvelden, men det er ikke mulig å betjene kjelen på dagtid og om natten.

Beregning av varmelagring

Hvis varmetapet i et rom for eksempel er 6,7 kW i en time, vil det være 160 kW per dag. I dette eksemplet er dette litt mer enn to drivstofffyllinger.Som det ble definert ovenfor, brenner en flis ved i omtrent 3 timer, og frigjør 70 kWh termisk energi.

Behovet for oppvarming av huset er 6,7 3 = 20,1 kWh, lagertankreserven vil være 70-20,1 = 49,9, det vil si omtrent 50 kWh. Denne energien vil være nok i en periode på 50: 6,7 - dette er omtrent 7 timer. Dette betyr at det kreves to fulle snacks og en ufullstendig per dag.

Basert på disse beregningene, etter å ha vurdert flere alternativer, vil vi stoppe ved dette: klokka 23 gjøres en ufullstendig belastning klokka 6.00 og 18.00 - full. Hvis du tegner en graf over ladeapparatet til varmeakkumulatoren, kan du se at den maksimale ladningen faller på 60 kWh klokken 9.

Siden 1 kWh = 3600 kJ, bør reserven være 60 3600 = 216000 kJ termisk energi. Temperaturreserven (forskjellen mellom maksimal vannindikator og ønsket strømningshastighet) er 95-57 = 38 ° С. Vannkapasitet på vann 4.187 kJ. Dermed er 216000 / (4.18738) = 1350 kg. I dette tilfellet vil det nødvendige volumet på varmeakkumulatoren være 1,35 m3.

Det vurderte eksemplet gir en generell ide om hvordan lagringstankens kapasitet beregnes. I hvert enkelt tilfelle er det nødvendig å ta hensyn til varmesystemets særegenheter og forholdene for driften.

Funksjoner ved å installere en varmeakkumulator

Før utstyret installeres, må det utformes en detaljert utforming. Det er nødvendig å ta hensyn til alle kravene fra produsentene av varmeutstyr. Når du installerer lagertanken, må følgende regler overholdes:

• Beholderens overflate må ha pålitelig varmeisolasjon.
• Termometre bør installeres ved innløpet og utløpet for å overvåke temperaturen på vannet.
• Volumetriske tanker passer ofte ikke inn i døråpningen. Hvis det ikke er mulig å ta inn tanken før konstruksjonen er ferdig, må du bruke en sammenleggbar versjon eller flere mindre tanker.
• Et grovfilter er ønskelig på innløpsrøret.
• En sikkerhetsventil og en trykkmåler bør installeres i nærheten av tanken. Det skal også være en lufteventil i selve tanken.
• Det må være mulig å tømme vannet fra tanken.

Råd! Ofte er tilstedeværelsen av en varmeakkumulator en forutsetning for en garanti fra produsenten av en kjele for fast brensel.

Bruken av en varmeakkumulator i et system med en kjele med fast drivstoff øker effektiviteten til varmegeneratoren og dens levetid, og gir også mer økonomisk drivstofforbruk. Muligheten for mindre hyppig påfylling av drivstoff gjør bruk av varmekjelen mer praktisk for forbrukeren. Beregningen av den nødvendige kapasiteten til lagringstanken må ta hensyn til kjeltypen, egenskapene til varmesystemet og driftsforholdene.

Anbefalinger om valg

Valget av en varmeakkumulator for en kjele med fast brensel påvirkes av tilstedeværelsen av ledig plass i rommet. Når du kjøper en stor lagertank, vil det være nødvendig å sørge for en fundamentanordning, siden utstyr med en betydelig masse ikke kan plasseres på vanlige gulv. Hvis det ifølge beregningen kreves en tank med et volum på 1 m3, og det ikke er nok plass til installasjonen, kan du kjøpe 2 produkter på 0,5 m3 hver og plassere dem på forskjellige steder.

Varmeakkumulator for kjele med fast drivstoff

Et annet poeng er tilstedeværelsen av et varmtvannssystem i huset. I tilfelle kjelen ikke har sin egen varmekrets for vann, er det mulig å kjøpe en varmeakkumulator med en slik krets. Av ikke så liten betydning er verdien av arbeidstrykket i varmesystemet, som tradisjonelt ikke bør overstige 3 bar i boligbygg. I noen tilfeller når trykket 4 bar, hvis en kraftig hjemmelaget enhet brukes som varmekilde. Da må varmeakkumulatoren til varmesystemet velges i en spesiell design - med et torisfærisk deksel.

Noen varmtvannsakkumulatorer er utstyrt med et elektrisk varmeelement installert i den øvre delen av tanken. Denne tekniske løsningen lar ikke kjølevæsken avkjøles helt etter at kjelen er stoppet, den øvre sonen på tanken blir oppvarmet. Varmtvannsforsyning vil fungere.

Enkel bryterkrets med blanding

Lagringsenheten kan inkluderes i systemet på forskjellige måter. Den enkleste rørledningen til en kjele med fast brensel og en varmeakkumulator er egnet for arbeid med gravitasjonskjølevæsketilførselssystemer og fungerer i tilfelle strømbrudd. For dette må tanken installeres over radiatorene. Kretsen inkluderer en sirkulasjonspumpe, en termostatisk treveisventil og en kontraventil. Ved starten av oppvarmingssyklusen strømmer vann drevet av pumpen gjennom tilførselsledningen fra varmekilden gjennom treveisventilen til varmeovnene. Dette fortsetter til fremløpstemperaturen når en viss verdi, for eksempel 60 ° C.

Varmeakkumulator for varmekjeler

Ved denne temperaturen begynner ventilen å blande kaldt vann inn i systemet fra tankens nedre grenrør og observere den innstilte temperaturen på 60 ° C ved utløpet. Oppvarmet vann vil begynne å strømme inn i tanken gjennom det øvre grenrøret, direkte koblet til kjelen, og batteriet begynner å lade. Ved fullstendig forbrenning av tre i brannkammeret vil temperaturen i tilførselsrøret begynne å synke. Når den faller under 60 ° C, vil termostaten gradvis kutte tilførselen fra varmekilden og åpne vannstrømmen fra tanken. Som igjen vil gradvis fylles med kaldt vann fra kjelen, og ved slutten av syklusen vil treveisventilen gå tilbake til sin opprinnelige posisjon.

Kontraventilen, koblet parallelt med treveis termostaten, aktiveres når sirkulasjonspumpen stoppes. Da vil kjelen med varmeakkumulatoren fungere direkte, kjølevæsken vil gå til varmeenhetene direkte fra tanken, som etterfylles med vann fra varmekilden. I dette tilfellet deltar ikke termostaten i driften av kretsen.

Hvor skal sirkulasjonspumpen plasseres

I de fleste rørskjemaer for en varmeakkumulator med en sirkulasjonspumpe, er den plassert i returrøret foran kjelen. I returlinjen - fordi temperaturen er lavere her, men du kan også legge den på fôret. Moderne pumper er designet for å pumpe kjølevæske opp til 110 ° C, slik at de føler seg bra der. Det andre punktet: når pumpen er installert på strømmen, vil den ikke skape ekstra trykk på varmeveksleren, noe som vil forlenge levetiden.

Under alle omstendigheter er det ingen mulighet for naturlig sirkulasjon når du installerer en sirkulasjonspumpe i tilførsel eller retur. Det vil si at i tilfelle strømbrudd vil sirkulasjonen stoppe, kjelen vil uunngåelig koke. For å unngå dette er det installert en fireveisventil, gjennom hvilken overopphetet vann slippes ut i kloakken og mates med kaldt vann fra kaldtvannsforsyningen. På denne måten organiseres nødkjøling av varmeveksleren og koking av kjølevæsken forhindres.

En av måtene å unngå overoppheting av kjølevæsken i varmekjelen

Vær oppmerksom på at denne ordningen bare kan implementeres på varmevekslere av stål eller kobber. Med støpejern - det er umulig. De kan sprekke hvis de blir utsatt for kaldt vann.

Det er en annen måte. Den er mer skånsom i forhold til varmeveksleren (egnet for støpejern) og krever mindre materialer. Du kan lage et rør mellom kjelen og varmeakkumulatoren for oppvarming for å opprettholde naturlig sirkulasjon. I dette tilfellet, når strømforsyningen er avbrutt, vil ikke kjelen koke - den vil fortsette å varme opp vannet i beholderen.

For å bevare den naturlige sirkulasjonen av kjølevæsken, plasseres pumpen i en egen, spesiallaget krets. For at kretsen skal fungere, er det installert en stor tverrsnittsventil for kronblad i kretsen.

På denne måten opprettholdes naturlig sirkulasjon selv i fravær av strømforsyning

Når sirkulasjonspumpen ikke fungerer, passerer den varmebærestrømmen fra TA. Når sirkulasjonspumpen er i drift, støtter den opp ventilen med trykket og kjølevæsken strømmer gjennom pumpen. Et rør på minst en tomme i diameter går til pumpen. Bare i dette tilfellet kan naturlig sirkulasjon bevares.

Hydraulisk separasjonsordning

En annen, mer kompleks tilkoblingsordning innebærer en uavbrutt strømforsyning. Hvis dette ikke er mulig, er det nødvendig å sørge for tilkobling til nettverket gjennom en avbruddsfri strømforsyning. Et annet alternativ er å bruke diesel- eller bensinkraftverk. I det forrige tilfellet var tilkoblingen av varmeakkumulatoren til kjelen for fast brensel uavhengig, det vil si at systemet kunne fungere atskilt fra tanken. I denne ordningen fungerer akkumulatoren som en buffertank (hydraulisk separator). En spesiell blandeenhet (LADDOMAT) er innebygd i primærkretsen som vann sirkulerer gjennom når kjelen fyres opp.

Koble en varmeakkumulator til en kjele med fast drivstoff

Blokkere elementer:

• sirkulasjonspumpe;
• treveis termostatventil;
• tilbakeslagsventil;
• sump;
• Kuleventiler;
• temperaturkontrollenheter.

Forskjeller fra forrige ordning - alle enheter er samlet i en blokk, og kjølevæsken går til tanken, og ikke til varmesystemet. Prinsippet om drift av røreenheten forblir uendret. En slik rørledning av en kjele med fast brensel og en varmeakkumulator lar deg koble så mange varmegrener som du vil ved utløpet fra tanken. For eksempel å drive radiatorer og gulv- eller luftvarmesystemer. Videre har hver gren sin egen sirkulasjonspumpe. Alle kretsene er separert hydraulisk, overflødig varme fra kilden akkumuleres i tanken og brukes når det er nødvendig.

Koble TA til forbrukerne

På den annen side må varmelagertanken være koblet til varmesystemet. Hvis vi bare kobler til radiatorer, er alt enkelt - fra et av de øvre uttakene går et rør inn i tilførselsrørledningen, vi kobler returrøret til det nedre. Men i dette tilfellet kan radiatorene overopphetes. Når vannet i tanken varmes opp til temperaturer over 60 ° C, kan det være farlig, og temperaturen kan være 90 ° C eller enda høyere. Når du berører slike varme radiatorer, er det stor sannsynlighet for å få en alvorlig forbrenning. I tillegg vil det helt klart være varmt i rommet.

Koble til radiatorer

For å unngå tilførsel av for varmt varmemedium er det installert en annen treveis blandeventil. Kretsen fungerer på samme måte som beskrevet ovenfor. Vi setter den nødvendige temperaturen på regulatoren, for eksempel 50 ° C. Så snart kjølevæsken i tilførselen er varm, åpner ventilen vannblandingen fra returledningen.

En av fordelene ved å installere en varmeakkumulator er muligheten til å forberede varmtvann i samme beholder (midtbilde i figuren nedenfor). For dette er det innebygd en varmeveksler eller beholder i tanken. Utløpet er koblet til en kam for varmtvannsforsyning.

Buffer tankrørskjemaer fra siden av varmesystemet

Siden det i dette tilfellet også er mulig å overopphetes, er det også nødvendig med en miksenhet her. Du trenger bare å tilsette kaldt vann fra springen. Denne enheten er implementert ved hjelp av en annen treveis blandeventil. Utløpet fra kaldtvannsforsyningen er koblet til en treveis varmtvannsblanderventil. For at den ikke skal falle i kaldtvannskammen i fravær av varmvannsparsering, setter vi en tilbakeslagsventil på tilførselsledningen fra kaldtvannsforsyningen.

Dette varmeakkumulatorrørsystemet har en betydelig ulempe: når varmt vann ikke brukes, kjøles vannet i rørene ned. For å "bli varm" må du helle det avkjølte ned bare i kloakken. Dette er upraktisk fordi du må vente og er uøkonomisk.For å løse problemet trekkes en returledning fra det siste punktet for parsing, der sirkulasjonspumpen er installert. Denne kretsen kalles resirkulering. Inntil kranen er slått på hvor som helst, går vannet i en sirkel. Dermed blir varmt vann kontinuerlig hentet fra alle kraner. Vær oppmerksom på installasjonen av tilbakeslagsventiler - de er obligatoriske for driften av kretsen.

Varmeakkumulatorrør for individuell oppvarming med alle funksjonelle elementer og tilbehør

For den endelige studien av ordningen er det også nødvendig å fastsette installasjonsstedet for beslagene. Dette er automatiske luftventiler som er installert på de høyeste punktene i systemet. Stoppekraner er også nødvendig. De er installert i nærheten av hver store funksjonelle enhet, slik at det om nødvendig er mulig å skru av kranene og fjerne utstyret for reparasjon eller vedlikehold.

Hvordan strømme et varmtvannsgulv

Et varmt gulv kan kobles veldig godt til en varmeakkumulator. Rørledningen i dette tilfellet er ikke forskjellig fra tilfellet med radiatorer. Vi trenger den samme blandeenheten med en treveis blandeventil, men den bør settes til en lavere temperatur - ikke høyere enn + 40 ° C. I dette tilfellet kan du koble til gulvvarme uten miksenhet - temperaturen må kontrolleres når du forlater kjelen. Men du kan spille det trygt - sett en ekstra miksenhet på fordelingsmanifolden til gulvvarme.

Varmelagringsrør med varmtvannsgulv (i en grønn sløyfe)

Det er også et annet alternativ for rørføring av en varmeakkumulator med et varmt gulv - gi samme temperatur som kjølevæsken som går til radiatorene. Blanderen vil senke den. Besværet og kostnadene er mindre (bare tee er nødvendig for å forgrene seg fra hovedlinjen), men påliteligheten til en slik løsning er lavere. Selv om dette utstyret takler kjølevæsken fra en vanlig kjele.

Varmeakkumulator er en enhet for oppsamling og økning av varme for videre bruk. Enheten brukes i private hus, leiligheter, på bedrifter, så vel som for forvarmingsmotorer. Varmeakkumulatoren til varmesystemet gjør det mulig å redusere energikostnadene for romoppvarming og varmtvannsforsyning. Enhetene er installert i rørene til en kjele med fast drivstoff eller koblet til solsystemet.

Driften av en kjele med fast brensel i varmesystemet er en viss syklikalitet. Først settes drivstoff i det, antennes, og deretter når kjelen gradvis sin maksimale effekt og overfører termisk energi gjennom kjølevæsken til varmesystemet.

Vedbokmerket brenner gradvis ut, varmeoverføringen avtar og kjølevæsken avkjøles. I perioden med toppkraft forblir en del av den termiske energien uten krav, og under etterbrenning av drivstoffet, tvert imot, vil det ikke være nok. For å gjenta syklusen, må det faste drivstoffet fylles på igjen.

Fordeler og ulemper

Et varmesystem med varmeakkumulator, der et fast drivstoffanlegg fungerer som varmekilde, har mange fordeler:

• Forbedre komfortforholdene i huset, siden oppvarmingssystemet fortsetter å varme opp huset med varmt vann fra tanken etter at drivstoffet har brent ut. Det er ikke nødvendig å stå opp midt på natten og laste en del ved i brennkammeret.
• Tilstedeværelsen av en beholder beskytter kjelens vannkappe mot koking og ødeleggelse. Hvis strømmen plutselig blir kuttet eller de termostatiske hodene som er installert på radiatorene, kutter av kjølevæsken på grunn av ønsket temperatur, vil varmekilden varme vannet i tanken. I løpet av denne tiden kan strømforsyningen fortsette eller dieselgeneratoren vil bli startet.
• Tilførsel av kaldt vann fra returledningen til den rødglødende støpejernsvarmeveksleren etter en plutselig start av sirkulasjonspumpen er ekskludert.
• Varmeakkumulatorer kan brukes som hydrauliske delere i varmesystemet (hydrauliske piler). Dette gjør driften av alle grener av kretsen uavhengig, noe som gir ekstra besparelser i termisk energi.

De høyere kostnadene ved å installere hele systemet og kravene til plassering av utstyr er de eneste ulempene ved å bruke lagertanker. Disse investeringene og ulempene vil imidlertid bli fulgt av minimale driftskostnader på lang sikt.

Løser kondensproblemet

En logisk løsning på problemet med for kaldt vann ved retur er å tilsette varmt vann fra tilførselen. Dette gjøres ved hjelp av en jumper og en justerbar treveis blandeventil installert på grenen. Ventilen må være av en blandingstype: når den innstilte temperaturen er nådd, begynner den jevnt å bevege ventilene i de to tilkoblede rørene. Dermed oppnås en gradvis og jevn temperaturendring.

Varmeakkumulatorrør: tilleggskrets for blanding av varmt vann i retur

Kaldt vann i returrøret vises i flere tilfeller: under kjelens akselerasjon, når vannet i varmeakkumulatoren har avkjølt seg sterkt (etter tomgangstid), og kjelen er i drift. La oss ta en titt på hvordan denne tilkoblingsskjemaet for varmeakkumulator fungerer i begge tilfeller. Bevegelsen til kjølevæsken er vist i illustrasjonene nedenfor.

Inntil kjelen har varmet opp, er kjølevæsken helt kald. I dette tilfellet stenger treveisventilen kjølevæskestrømmen til TA, og den beveger seg i en liten sirkel (bildet nedenfor, bildet øverst til venstre). Oppvarming skjer raskt, siden det er lite vann, er tiden for dannelse av kondens minimal. Figuren forutsetter at 3-veis ventilen er satt til 55 ° C. Inntil vannet i den lille sirkelen når denne temperaturen, sirkulerer det i den.

Når varmebæreren i den lille ringen varmes opp til 55 ° C, skifter klaffen klaffene, og varmeakkumulatoren for oppvarming slås på. I dette tilfellet går tre strømmer samtidig (høyre figur i øverste rad):

• liten, som på det første bildet;
• en del av kjølevæsken går til TA gjennom ventilen;
• fra TA langs returledningen, gjennom ventilen, til pumpen og til kjelens varmeveksler (tredje sirkel).