Бак-аккумулятор устройство и принцип работы накопителя горячей воды, схемы подключения в систему отопления

Комфорт и безопасность

В накопительных приспособлениях есть еще некоторые элементы, которые не влияют на нагрев жидкости, но определяют удобство и безопасность эксплуатации конструкции. Одним из таких элементов является термостат. Он контролирует температуру нагрева жидкости. Чтобы обеспечить безопасность, нужно приобретать те конструкции, в которых установлено несколько термостатов. Следует знать, что дополнительный термостат есть не во всех нагревателях.

Максимальная температура нагрева не имеет значения. Все бойлеры способны обеспечить нагрев жидкости до 60-65°С. На некоторых моделях предусматривается датчик температуры, что является дополнительным преимуществом. Бак нагревателя должен сохранять тепло, следовательно, у него должен быть хороший слой теплоизоляции. Большая часть водонагревательных конструкций способна справиться с данной задачей, в среднем вода в емкости остывает лишь на 6-7°С в сутки. Однако чем толще слой теплоизоляции, тем лучше. Чаще всего изоляционный слой толще в тех конструкциях, которые имеют большие размеры.

Если нет желания производить регулярное техническое обслуживание, понадобится обратить внимание на размер магниевого анода. Чем больше данный элемент, тем реже нужно будет выполнять его замену. В зависимости от исполнения можно различать горизонтальные и вертикальные баки

Выбор типа конструкции будет зависеть от особенностей ее размещения в конкретной комнате. К примеру, вертикальные нагреватели небольших размеров, в которых предусмотрен бак маленького объема, можно разместить в ванной или душе под умывальником. Водонагревательные конструкции высокой мощности, в которых предусматривается бак емкостью более 100 л, можно размещать исключительно в специально отведенных местах

В зависимости от исполнения можно различать горизонтальные и вертикальные баки. Выбор типа конструкции будет зависеть от особенностей ее размещения в конкретной комнате. К примеру, вертикальные нагреватели небольших размеров, в которых предусмотрен бак маленького объема, можно разместить в ванной или душе под умывальником. Водонагревательные конструкции высокой мощности, в которых предусматривается бак емкостью более 100 л, можно размещать исключительно в специально отведенных местах.

Если хочется установить нагревательное приспособление с большим объемом бака, но в квартире нет места, то можно обратить внимание на конструкции с горизонтальным расположением емкости. Данные приспособления стоят гораздо дороже, но в некоторых случаях они себя оправдывают

Гарантия от производителя на водонагревательные приспособления может составлять от 3 до 10 лет. Все будет зависеть от производителей и материала изготовления бака. Как уже говорилось ранее, модели с металлической нержавеющей емкостью имеют более длительный гарантийный срок. Чтобы сохранить гарантию на накопительный нагреватель воды с эмалированным внутренним покрытием, понадобится производить своевременное техническое обслуживание оборудования у представителей компании-поставщика.

Выбирать бойлер нужно исходя из финансовых возможностей и того, как часто планируется использовать конструкцию.

Схемы систем водоснабжения с накопительным баком

Схема водоснабжения частного дома с накопительным баком зависит в первую очередь от его размещения и вида источника, а также от необходимости увеличения напора в системе и подготовки горячей воды. Да и выбор самого насоса, подающего воду в накопитель, и сопутствующего оборудования тоже делается не просто так.

Например:

Если вода берется из колодца глубиной до 7-8 метров, достаточно купить поверхностный насос. На всасывающий трубопровод необходимо установить обратный клапан, препятствующий оттоку воды обратно в источник;
Если из скважины на песок глубиной не более 15-18 метров, поверхностный насос уже нужно снабдить выносным эжектором;
Если из глубокой артезианской скважины, добыть её можно только с помощью глубинного погружного насоса. В этом случае обратный клапан ставится на трубу, ведущую от насоса к дому.

Совет. Чтобы защитить оборудование от поломок и перегрева, необходимо установить на нем реле защиты от сухого хода, а в самом источнике – датчик уровня

Это особенно важно, если скважина или колодец малодебитные. Водоснабжение накопительные баки – схемы подключения могут быть такими:

Водоснабжение накопительные баки – схемы подключения могут быть такими:

С нижним размещением накопительного бака

С верхним размещением накопительного бака и самотечной подачей

Станция водоснабжения с накопительным баком для повышения давления в сети

Водоснабжение из колодца с поверхностным насосом и дополнительным насосом из бака

Водоснабжение из колодца с погружным насосом и дополнительным насосом из бака

В систему включен второй бак накопительный для горячего водоснабжения

Как видите, дополнительный насос на подающем трубопроводе из накопителя в систему позволяет не только увеличить давление в ней независимо от положения бака, но и установить бойлер для подготовки горячей воды.

Если же у вас часто отключают электричество, и этот насос, и бойлер будут бесполезны. Остается только снабжение холодной и горячей водой по последней схеме, со вторым баком. Его объем подбирается в соответствии с вашими потребностями, но чем он больше, тем дольше в нем будет остывать вода.

Это можно использовать для обогрева первой емкости в зимнее время. Например, накопительный бак для горячего водоснабжения 1000 литров, установленный рядом с баком холодной воды, не даст ему замерзнуть в течение суток даже если в течение этого времени вода в нем не будет подогреваться.

Существует несколько способов подогрева воды для этой схемы:

Схема	Описание
Непосредственный нагрев	С использованием газового или электрического отопительного котла.
Нагрев с нижним баком	С использованием стационарной дровяной печи.
Нагрев ТЭНом	С использованием трубчатого электронагревателя – ТЭНа.

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:

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.
В системе присутствуют узлы смешивания, байпасы, поэтому возможна более точная регулировка по температуре теплоносителя. Эффективность оборудования достигается благодаря установке, например трехходовых клапанов.
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.
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.
В системе установлен дополнительный внешний теплообменник. Он позволяет поддерживать нужную температуру в аккумуляторе.
Система с проточным контуром горячего водоснабжения. Она оптимальна, если горячая вода используется равномерно. В противном случае рекомендуется приобрести энергоаккумулятор со встроенным бойлером.
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.
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.

Тепловой аккумулятор для электрокотла

Особую пользу такая система будет нести при условии ночного тарифа. Так, в темное время суток стоимость на электроэнергию может быть значительно меньшей по сравнению с дневной ценой на киловатт-часы. Поэтому функционирование аккумулятора отопления проходит по следующей схеме:

В ночное время автоматизированный котел самостоятельно включается в нужное время, при этом нагревая аккумулятор отопления до температуры, равной 90°.
Днем все полученное тепло расходуется на обогрев жилища. При этом регулировать расход воды можно, настроив желаемым образом производительность насоса циркуляции.

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.

Теплоаккумуляторы для автономных систем отопления

Здесь вы узнаете:

При использовании газового котла у нас нет необходимости самостоятельно поддерживать определенную температуру в контуре отопления – этим занимается автоматика. Но все меняется, когда в доме ставится твердотопливный котел. Топливо в нем горит неравномерно, что приводит к остыванию или перегреву отопительной системы. Компенсировать данные колебания и стабилизировать температуру в контуре поможет теплоаккумулятор для отопления. Вместительный накопительный бак сможет удержать в себе избыток тепловой энергии, постепенно отдавая его в систему отопления.

В этом обзоре мы рассмотрим:

Как работают теплоаккумуляторы для систем отопления;
Как рассчитать необходимый объем аккумуляторного бака;
Как подключаются накопительные емкости;
Самые популярные модели тепловых накопителей.

Пройдемся по этим пунктам более подробно.

Плюсы и минусы

Можно установить теплоаккумулятор, в котором имеются функции бойлера Плюсы использования теплового аккумулятора:

Сохраняет тепловую энергию в течение нескольких часов и дней.
Исключается перегрев котла.
Тепловая энергия не расходуется зря, а накапливается, чтобы быть использованной в дальнейшем, благодаря этому увеличивается КПД котла и отопительной системы в целом.
Позволяет экономить финансовые средства.
Температура воздуха в помещениях легко поддерживается на оптимальном уровне, резкие скачки температуры исключены.
Нет необходимости в частых загрузках топлива.
Дополнительно к твердотопливному котлу можно установить гелиосистему, являющуюся бесплатным источником тепловой энергии.
Некоторые модели термоаккумуляторов для отопления могут совмещать функции бойлера.

Долгий нагрев – оптимальна установка в домах, предназначенных для постоянного проживания. В дачных коттеджах, которые посещаются зимой в выходные, пользу такой прибор не принесет.
Высокая стоимость – они стоят примерно столько же, сколько и котел, а иногда и дороже.
Значительные габариты и вес – из-за этого возникают определенные сложности при транспортировке и монтаже. Кроме того, теплонакопитель, предназначенный для отопления, устанавливают в непосредственной близости к котлу, там же должно находиться дополнительное оборудование, поэтому нередко приходится выделять для установки приборов специальное помещение и подготавливать его специальным образом: обустраивать опорную площадку, способную выдержать вес накопителя. В заполненном состоянии резервуар может весить 3-4.
Требуется котел высокой мощности – покупка накопителя оправдана, если мощность котла не используется в полной мере, имеется как минимум двойной запас мощности, в противном случае прибор будет бездействовать.

Теплоаккумулятор можно сделать своими руками из нержавейки и медной трубы При изготовлении теплоаккумулятора своими руками удастся сэкономить значительную сумму. Самая простая конструкция изготавливается из стальной нержавеющей бочки или даже листовой нержавейки толщиной не менее 3 мм. Также потребуется медная трубка диаметром 3 см и длиной 14 м. Ее сгибают в виде спирали и помещают внутрь бака. Снизу делают подводку холодной воды, сверху отвод для горячей, устанавливают на отводы запорные краны. Обязательно нужно утеплить теплоаккумулятор, сделанный своими руками для твердотопливного котла, иначе он будет неэффективен. Также необходимо установить датчики давления и температуры.

Нюансы использования

Закономерен вопрос — зачем нужен термоаккумулятор, если система отопления и так неплохо справляется с поставленной задачей? Именно поэтому стоит тщательнее разобрать все случаи, когда применение подобного устройства оправданно.

Подсоединение

Неважно, оснащен ли твердотопливный котел водяным контуром или нет, при оптимальном режиме топливо сгорает, образуя как можно меньше остатков, причем не только золы, но и кислоты с дегтем. Мощность в таких системах регулируется ограничением доступа кислорода в топку

Однако израсходовать все тепло, выделяемое при сгорании твердого топлива, не представляется возможным – иначе радиаторы будут сильно нагреваться, а трубы быстро изнашиваться.

При этом использование теплоаккумулятора для работы твердотопливного котла дает следующие возможности: отправка тепла, которое вырабатывает котел, в бак теплоаккумулятора и циркуляция теплой воды в системе после полного сгорания топлива в котле.

Применение в электрокотлах

Когда дома установлен электрокотел, то монтаж к нему теплоаккумулятора эффективен при снижении тариф на потребление электроэнергии (двухтарифный счетчик) в ночное время. Нужно запрограммировать таймер котла на включение ночью, и он будет нагревать дополнительную емкость аккумулятора, а днем полученная тепловая энергия будет обогревать жилье.

Такая простая схема использования теплоаккумулятора и электрического котла в комплексе позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Этот конденсат — вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Закрытый тип с естественной циркуляцией Также довольно простая схема обвязки с малым числом теплопотребителей.

Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

В системе отопления с использованием теплового аккумулятора выделяются следующие преимущества: защита котла от перегрева; работа с максимальной экономией энергоресурсов и увеличение КПД всей системы отопления; простота и удобство в пользовании котлом, возможность загружать его в любое время; обеспечение стабильной температуры на всей площади помещения; возможность обеспечивать дома горячим водоснабжением, не используя дополнительные водогрейные устройства. Эта жидкость передается напрямую через трубную магистраль к теплоизлучателям. Однако, случаются ситуации, когда к некоторым вычислениям приходится прибегать и самостоятельно. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла.

Топливом для них выступают уголь, дрова, пеллеты. При тщательном подборе рекомендуется максимально учитывать такие рекомендации: Чем значительнее показатель пикового теплопотребления отличается от установленного среднечасового, а также чем дольше оно длиться, тем и больше необходим объем бака для накопления в нем нужного тепла.

Первая стадия работы — котел загружен и запущен. Подсоединение пойдет на смесительный узел. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы. Если изолировать насосы со стороны котла, то можно слишком сильно их утеплить, а это недопустимо. Далее обеспечиваем слив и наполнение системы.

К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Для теплоаккумуляторов, рассчитанных на высокие показатели давления, обычно применяются емкости с тороидальными верхней и нижней крышками. Как подключить твердотопливный котел Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы.

Третьим, но не менее важным достоинством можно считать безопасность ТТ котлоагрегата которую обеспечивает теплоаккумулятор. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы: Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. Рассмотрите тот факт, что стоимость работ напрямую зависит от основного принципа построения системы постоянной циркуляции топлива в котле. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале. Если планируется монтаж многовалентной системы отопления, следует использовать гидрострелку.
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Конструкция бака и принцип работы

Накопители тепла для отопления – это герметичные баки цилиндрической формы с объемом от двухсот до 5 тысяч литров (есть и больший объем). Бак заключен в специальный корпус. Между внешней оболочкой и баком находится теплоизолирующий материал.

Вверху и внизу бака стоят два патрубка для подключения к системе отопления и нагревательному котлу. На дне установлен дренажный кран, который нужен для слива жидкости. В верхней части стоит предохранительный клапан, который автоматически спускает воздух при превышении давления в буфере. Также конструкция имеет фланцы, к которым подключаются датчики температуры и давления.

Если внутри буфера стоит один или несколько нагревательных элементов, то они бывают следующих типов:

обычный ТЭН;
теплообменник, который подключается к другим источникам тепла, например, тепловым насосам, солнечным коллекторам и т.п.

Любые нагревательные элементы внутри бака предназначены для поддержания нужной температуры рабочей среды. Иногда внутри емкости находится теплообменник горячего водоснабжения. Вода для бытовых нужд подогревается рабочей жидкостью, использующейся в системе отопления.

Принцип работы теплоаккумулятора, использующегося в паре с твердотопливным котлом, основан на повышенной удельной емкости циркулирующей рабочей жидкости. Объем рабочей среды повышается в несколько раз из-за подключения бака. Из-за этого увеличивается инертность системы.

Это приводит к тому, что подогретый до максимальной температуры теплоноситель сохраняет свою температуру в баке на протяжении длительного времени. По мере необходимости жидкость поступает к отопительным приборам. В итоге даже после прекращения сжигания топлива обеспечивается непрерывность работы системы.