Beregning og tilslutning af en varmeakkumulator til en kedel med fast brændsel

Kedelanlæg til fast brændsel kan ikke fungere i lang tid uden indblanding af en person, der regelmæssigt skal indlæse brænde i ovnen. Hvis dette ikke er gjort, begynder systemet at køle ned, og temperaturen i huset vil falde. I tilfælde af strømafbrydelse, når ovnen er helt udbrændt, er der fare for kogning af kølevæske i enhedens kappe og dens efterfølgende ødelæggelse. Alle disse problemer kan løses ved at installere en varmeakkumulator til kedler. Det vil også være i stand til at udføre funktionen til at beskytte støbejerninstallationer mod revner ved et kraftigt fald i forsyningsvandets temperatur.

Tilslutning af en kedel med fast brændsel med en varmeakkumulator

Beregning af bufferkapaciteten for kedlen

Varmeakkumulatorens rolle i det generelle varmeskema er som følger: Under kedlens drift i normal tilstand akkumuleres termisk energi, og efter brændkammeret er gået ned, skal du give den til radiatorerne i en bestemt periode. Strukturelt er en varmeakkumulator til en fastbrændselskedel en isoleret vandtank med en estimeret kapacitet. Det kan installeres både i forbrændingsrummet og i et separat rum i huset. Det giver ingen mening at anbringe en sådan tank på gaden, da vandet i den køler meget hurtigere end inde i bygningen.

Tilslutning af en varmeakkumulator til en kedel med fast brændsel

I betragtning af tilgængeligheden af ​​ledig plads i huset gøres beregningen af ​​varmeakkumulatoren til en kedel med fast brændsel i praksis som følger: tankens kapacitet tages fra forholdet mellem 25-50 liter vand pr. 1 kW strøm, der kræves til opvarmning af huset... For en mere nøjagtig beregning af kedlens bufferkapacitet antages det, at vandet i tanken opvarmes under kedelanlæggets drift til 90 ⁰С, og efter at have slukket sidstnævnte, afgiver det varme og køler til 50 ⁰С. For en temperaturforskel på 40 ° C er værdierne for den afgivne varme for forskellige tankvolumener vist i tabellen.

Tabel over værdier for den givne varme for forskellige tankvolumener

Varmeakkumulatorvolumen, m3	0.35	0.5	0.8	1	1.5	2	3	3.5
Mængden af ​​varme, der afgives ved en temperaturforskel på 40 ⁰С, kW / h	20	30	45	58	85	115	170	210

Selvom der er plads til en stor kapacitet i en bygning, giver det ikke altid mening. Det skal huskes, at en stor mængde vand skal opvarmes, så selve kedlens styrke skal oprindeligt være 2 gange mere end nødvendigt for at opvarme boligen. En tank, der er for lille, udfører ikke sin funktion, da den ikke er i stand til at akkumulere nok varme.

Beregning af varmeakkumulatorens kapacitet

Beregningsmetoden kan være forskellig afhængigt af applikationsplanen. Her er et groft beregningsdiagram:

1. Bestemmelse af den maksimale brændstofbelastning. For eksempel rummer ildkassen 20 kg brænde. 1 kg brænde kan frigøre 3,5 kWh energi. Således, når man brænder et bogmærke med brænde, vil kedlen give 20 3,5 = 70 kWh varme. Tiden det tager for et komplet bogmærke at brænde kan bestemmes empirisk eller beregnes. Hvis kedeleffekten f.eks. Er 25 kW 70: 25 = 2,8 timer.
2. Varmebærertemperatur i varmesystemet. Hvis systemet allerede er installeret, er det nok at måle temperaturen ved indløbet og udløbet og bestemme varmetabet.
3. Bestemmelse af den ønskede downloadfrekvens. For eksempel er lastning mulig om morgenen og om aftenen, men det er ikke muligt at servicere kedlen om dagen og om natten.

Beregning af varmeakkumulatoren

Hvis f.eks. Varmetabet i rummet er 6,7 kW i timen, vil dette være 160 kW pr. Dag. I dette eksempel er dette lidt mere end to brændstofpåfyldninger.Som det blev defineret ovenfor, brænder en fane brænde i cirka 3 timer og frigiver 70 kWh termisk energi.

Behovet for opvarmning af huset er 6,7 3 = 20,1 kWh, lagertankreserven vil være 70-20,1 = 49,9, det vil sige ca. 50 kWh. Denne energi vil være nok i en periode på 50: 6,7 - det er cirka 7 timer, hvilket betyder, at der kræves to fulde snacks og en ufuldstændig dagligt.

Baseret på disse beregninger, efter at have overvejet flere muligheder, stopper vi ved dette: kl. 23 laves en ufuldstændig belastning kl. 6.00 og 18.00 - fuld. Hvis du tegner en graf over varmeakkumulatorens opladningsniveau, kan du se, at den maksimale opladning falder på 60 kWh kl. 9 om morgenen.

Da 1 kWh = 3600 kJ, skal reserven være 60 3600 = 216000 kJ termisk energi. Temperaturreserven (forskellen mellem den maksimale vandindikator og den krævede strømningshastighed) er 95-57 = 38 ° С. Varmekapacitet på vand 4,187 kJ. Således er 216000 / (4.18738) = 1350 kg. I dette tilfælde er det krævede volumen af ​​varmeakkumulatoren 1,35 m3.

Det overvejede eksempel giver en generel idé om, hvordan lagertankens kapacitet beregnes. I begge tilfælde er det nødvendigt at tage højde for varmesystemets særlige egenskaber og betingelserne for dets drift.

Funktioner ved installation af en varmeakkumulator

Inden udstyret installeres, skal der udarbejdes et detaljeret design. Det er nødvendigt at tage højde for alle kravene fra producenter af varmeudstyr. Ved installation af lagertanken skal følgende regler overholdes:

• Beholderens overflade skal have pålidelig varmeisolering.
• Termometre skal installeres ved indløb og udløb for at overvåge vandets temperatur.
• Volumetriske tanke passer ofte ikke ind i døråbningen. Hvis det ikke er muligt at bringe tanken ind inden slutningen af ​​byggeriet, skal du bruge en sammenklappelig version eller flere mindre tanke.
• Et groft filter er ønskeligt på indløbsrøret.
• En sikkerhedsventil og en manometer skal installeres i nærheden af ​​tanken. Der skal også være en ventilationsventil i selve tanken.
• Det skal være muligt at dræne vandet fra tanken.

Råd! Ofte er tilstedeværelsen af ​​en varmeakkumulator en forudsætning for en garanti fra producenten af ​​en kedel med fast brændsel.

Brugen af ​​en varmeakkumulator i et system med en fast brændselkedel øger varmegeneratorens effektivitet og dens levetid og tillader også et mere økonomisk brændstofforbrug. Muligheden for mindre hyppig påfyldning af brændstof gør brugen af ​​varmekedlen mere bekvem for forbrugeren. Beregningen af ​​lagertankens krævede kapacitet skal tage hensyn til kedeltypen, varmesystemets egenskaber og driftsforholdene.

Anbefalinger til udvælgelse

Valget af en varmeakkumulator til en kedel med fast brændsel påvirkes af tilstedeværelsen af ​​ledig plads i rummet. Når du køber en stor lagertank, vil det være nødvendigt at sørge for en fundamentenhed, da udstyr med en betydelig masse ikke kan placeres på almindelige gulve. Hvis der ifølge beregningen kræves en tank med et volumen på 1 m3, og der ikke er plads nok til installationen, kan du købe 2 produkter på 0,5 m3 hver og placere dem forskellige steder.

Varmeakkumulator til kedel med fast brændsel

Et andet punkt er tilstedeværelsen af ​​et varmtvandssystem i huset. I tilfælde af at kedlen ikke har sit eget vandvarmekredsløb, er det muligt at købe en varmeakkumulator med et sådant kredsløb. Af ikke ringe betydning er værdien af ​​arbejdstrykket i varmesystemet, som traditionelt ikke bør overstige 3 bar i boliger. I nogle tilfælde når trykket 4 bar, hvis en kraftig hjemmelavet enhed bruges som varmekilde. Derefter skal varmeakkumulatoren til varmesystemet vælges i et specielt design - med et torisfærisk dæksel.

Nogle fabriksvarmtvandsakkumulatorer er udstyret med et elektrisk varmeelement installeret i den øverste del af tanken. En sådan teknisk løsning tillader ikke, at kølemidlet køler helt ned, efter at kedlen er stoppet, den øverste zone i tanken opvarmes. Varmtvandsforsyning til hjemmet fungerer.

Simpelt skifte kredsløb med blanding

Lagerenheden kan inkluderes i systemet på forskellige måder. Den enkleste rørledning af en kedel med fast brændsel med en varmeakkumulator er velegnet til arbejde med tyngdekølervæskesystemer og fungerer i tilfælde af strømafbrydelse. Til dette skal tanken installeres over varmelegeme. Kredsløbet inkluderer en cirkulationspumpe, en termostatisk trevejsventil og en kontraventil. Ved starten af ​​opvarmningscyklussen strømmer vand, der drives af pumpen, gennem forsyningsledningen fra varmekilden gennem trevejsventilen til varmelegeme. Dette fortsætter, indtil fremløbstemperaturen når en bestemt værdi, for eksempel 60 ° C.

Varmeakkumulator til kedler

Ved denne temperatur begynder ventilen at blande koldt vand ind i systemet fra tankens nedre grenrør og iagttage den indstillede temperatur på 60 ⁰С ved udløbet. Opvarmet vand begynder at strømme ind i tanken gennem det øverste grenrør, direkte forbundet til kedlen, og batteriet begynder at oplades. Ved fuldstændig forbrænding af træ i brændkammeret begynder temperaturen i forsyningsrøret at falde. Når den falder til under 60 ° C, afbryder termostaten gradvis forsyningen fra varmekilden og åbner vandstrømmen fra tanken. Dette vil igen gradvist blive fyldt med koldt vand fra kedlen, og ved afslutningen af ​​cyklussen vender trevejsventilen tilbage til sin oprindelige position.

Kontraventilen, der er forbundet parallelt med trevejs-termostaten, aktiveres, når cirkulationspumpen stoppes. Derefter fungerer kedlen med varmeakkumulatoren direkte, kølemidlet vil gå til varmeenhederne direkte fra tanken, som genopfyldes med vand fra varmekilden. I dette tilfælde deltager termostaten ikke i driften af ​​kredsløbet.

Hvor skal man placere cirkulationspumpen

I de fleste rørskemaer til en varmeakkumulator med en cirkulationspumpe er den placeret i returrøret foran kedlen. I returlinjen - fordi temperaturen er lavere her, men du kan også lægge den på foderet. Moderne pumper er designet til at pumpe kølevæske op til 110 ° C, så de har det godt der. Det andet punkt: Når pumpen er installeret på forsyningen, skaber den ikke yderligere tryk på varmeveksleren, hvilket forlænger dens levetid.

Under alle omstændigheder er der ingen mulighed for naturlig cirkulation, når der installeres en cirkulationspumpe i forsyning eller retur. Det vil sige, i tilfælde af strømsvigt stopper cirkulationen, kedlen vil uundgåeligt koge. For at undgå dette installeres en firevejsventil, hvorigennem overophedet vand ledes ud i kloakken og tilføres koldt vand fra koldtvandsforsyningen. På denne måde organiseres nødkøling af varmeveksleren, og kogemidlet koges.

En af måderne til at undgå overophedning af kølemidlet i varmekedlen

Bemærk, at denne ordning kun kan implementeres på stål- eller kobbervarmevekslere. Med støbejern - det er umuligt. De kan briste, hvis de udsættes for koldt vand.

Der er en anden måde. Det er mere skånsomt i forhold til varmeveksleren (også velegnet til støbejern) og kræver færre materialer. Du kan lave rør mellem kedlen og varmeakkumulatoren til opvarmning for at opretholde den naturlige cirkulation. I dette tilfælde, når strømforsyningen er afbrudt, koges kedlen ikke - den fortsætter med at varme vandet i beholderen.

For at bevare den naturlige cirkulation af kølemidlet placeres pumpen i et separat, specielt oprettet kredsløb. For at kredsløbet skal fungere, er der installeret en stor kronventil i tværsnit i kredsløbet.

På denne måde opretholdes den naturlige cirkulation selv i mangel af strømforsyning

Når cirkulationspumpen ikke fungerer, passerer den varmebærerstrømmen fra TA. Når cirkulationspumpen kører, forsyner den ventilen med sit tryk, og kølemidlet strømmer gennem pumpen. Et rør på mindst en tomme i diameter går til pumpen. Kun i dette tilfælde kan naturlig cirkulation bevares.

Hydraulisk separationsordning

En anden, mere kompleks forbindelsesordning indebærer en uafbrudt levering af elektricitet. Hvis dette ikke er muligt, er det nødvendigt at sørge for forbindelse til netværket via en uafbrydelig strømforsyning. En anden mulighed er at bruge diesel- eller benzinkraftværker. I det foregående tilfælde var forbindelsen af ​​varmeakkumulatoren til fastbrændselkedlen uafhængig, det vil sige systemet kunne fungere separat fra tanken. I denne ordning fungerer akkumulatoren som en buffertank (hydraulisk separator). En speciel blandeaggregat (LADDOMAT) er indbygget i det primære kredsløb, gennem hvilket vand cirkulerer, når kedlen fyres op.

Tilslutning af en varmeakkumulator til en kedel med fast brændsel

Bloker elementer:

• cirkulationspumpe;
• trevejs termostatventil;
• kontraventil;
• sump
• Kugleventiler;
• temperaturstyringsanordninger.

Forskelle fra det foregående skema - alle enheder er samlet i en blok, og kølemidlet går til tanken og ikke til varmesystemet. Funktionsprincippet for omrørerenheden forbliver uændret. En sådan rørledning af en fastbrændselskedel med en varmeakkumulator giver dig mulighed for at forbinde så mange varmegrener, som du vil, ved udløbet fra tanken. For eksempel til at drive radiatorer og gulv- eller luftvarmesystemer. Desuden har hver gren sin egen cirkulationspumpe. Alle kredsløb er hydraulisk adskilt, overskydende varme fra kilden akkumuleres i tanken og bruges efter behov.

Tilslutning af TA til forbrugere

På den anden side skal varmelagertanken være forbundet med varmesystemet. Hvis vi kun tilslutter radiatorer, er alt simpelt - fra et af de øverste udgange går et rør ind i forsyningsrørledningen, vi forbinder returrøret til det nederste. Men i dette tilfælde kan radiatorerne overophedes. Når vandet i tanken opvarmes til temperaturer over 60 ° C, kan det være farligt, og temperaturen kan være 90 ° C eller endnu højere. Når du berører sådanne varme radiatorer, er der stor sandsynlighed for alvorlig forbrænding. Derudover vil det helt klart være varmt i rummet.

Tilslutning af radiatorer

For at undgå at føre for varm varmebærer skal du installere en anden trevejs blandeventil. Kredsløbet fungerer det samme som beskrevet ovenfor. Vi indstiller den krævede temperatur på regulatoren, for eksempel 50 ° C. Så snart kølevæsken i tilførslen er varm, åbner ventilen vandblandingen fra returret.

En af fordelene ved installation af en varmeakkumulator er evnen til at forberede varmt brugsvand i den samme beholder (mellembillede i figuren nedenfor). Til dette er en varmeveksler eller beholder indbygget i tanken. Dets udløb er forbundet til en varmtvandsforsyningskam.

Buffer tank rørsystemer fra siden af ​​varmesystemet

Da overophedning også er mulig i dette tilfælde, er det også nødvendigt med en blandeaggregat her. Du skal bare tilføje koldt ledningsvand. Denne enhed er implementeret ved hjælp af en anden trevejs blandeventil. Udløbet fra koldtvandsforsyningen er forbundet med en trevejs blandeventil. For at, i mangel af parsing af varmt vand, falder det ikke i koldtvands kam, sætter vi en kontraventil på forsyningsledningen fra koldtvandsforsyningen.

Dette varmeakkumuleringsrørskema har en betydelig ulempe: når der ikke bruges varmt vand, køler vandet i rørene ned. For at blive varm skal du hælde den afkølede ned lige i kloakken. Dette er ubelejligt, fordi du skal vente og er uøkonomisk.For at løse problemet trækkes en returledning fra det sidste punkt i parsing, hvor deres cirkulationspumpe er installeret. Dette kredsløb kaldes recirkulation. Indtil vandhanen er tændt hvor som helst, løber vandet i en cirkel. Således trækkes varmt vand konstant fra alle vandhaner. Vær opmærksom på installationen af ​​kontraventiler - de er obligatoriske for driften af ​​kredsløbet.

Varmeakkumulatorrør til individuel opvarmning med alle funktionelle elementer og fittings

For den endelige undersøgelse af ordningen er det også nødvendigt at specificere monteringsstedet for beslagene. Disse er automatiske lufthuller, der er installeret på systemets højeste punkter. Stophaner er også nødvendige. De er installeret i nærheden af ​​hver store funktionelle enhed, så du om nødvendigt kan lukke for vandhanerne og fjerne udstyret til reparation eller vedligeholdelse.

Sådan får du et varmt vandbund

Et varmt gulv kan tilsluttes en varmeakkumulator meget godt. Rørledningerne i dette tilfælde adskiller sig ikke fra tilfældet med radiatorer. Vi har brug for den samme blandeenhed med en trevejs blandeventil, men den skal indstilles til en lavere temperatur - ikke højere end + 40 ° C. I dette tilfælde kan du tilslutte en gulvvarme uden en blandeenhed - temperaturen skal styres, når du forlader kedlen. Men du kan spille det sikkert - læg en anden blandeaggregat på fordelingsmanifolden til gulvvarme.

Varmelagringsrør med et varmt vandbund (i en grøn sløjfe)

Der er også en anden mulighed for at føre en varmeakkumulator med et varmt gulv - forsyne den samme temperatur som kølemidlet, der går til radiatorerne. Blandeenheden sænker den. Besværet og omkostningerne er mindre (kun tees er nødvendige for at forgrene sig fra hovedlinjen), men pålideligheden af ​​en sådan løsning er lavere. Selvom dette udstyr klarer kølevæsken leveret af en almindelig kedel.

Varmeakkumulator er en enhed til opsamling og forøgelse af varme med henblik på yderligere anvendelse. Enheden bruges i private huse, lejligheder, hos virksomheder såvel som til forvarmning af motorer. Varmeakkumulatoren til varmesystemet gør det muligt at reducere energiomkostningerne til rumopvarmning og varmt vandforsyning. Enhederne installeres i rørledningerne til en kedel med fast brændsel eller er forbundet med solsystemet.

Arbejdet med en kedel med fast brændsel i varmesystemet er en vis cykliskitet. Først sættes der brændstof i det, antændes, og derefter når kedlen gradvist sin maksimale effekt og overfører termisk energi gennem kølevæsken til varmesystemet.

Brænde-bogmærket brænder gradvist ud, varmeoverførslen aftager, og kølemidlet køler ned. I perioden med spidseffekt forbliver en del af varmeenergien uopkrævet, og under efterbrændingen af ​​brændstoffet vil det tværtimod ikke være nok. For at gentage cyklussen skal det faste brændstof fyldes igen.

Fordele og ulemper

Et varmesystem med en varmeakkumulator, hvor et fastbrændselsanlæg fungerer som varmekilde, har mange fordele:

• Forbedring af komfortforholdene i huset, da varmesystemet fortsætter med at opvarme huset med varmt vand fra tanken, efter at brændstoffet er brændt ud. Der er ikke behov for at stå op midt om natten og lægge en del brænde i brændkammeret.
• Tilstedeværelsen af ​​en beholder beskytter kedlens vandkappe mod kogning og ødelæggelse. Hvis strømmen pludselig afbrydes, eller de termostatiske hoveder, der er installeret på radiatorerne, afskærer kølevæsken på grund af at nå den ønskede temperatur, vil varmekilden opvarme vandet i tanken. I løbet af denne tid kan strømforsyningen muligvis genoptages, eller dieselgeneratoren startes.
• Forsyningen med koldt vand fra returledningen til den rødglødende støbejernsvarmeveksler efter en pludselig start af cirkulationspumpen er udelukket.
• Varmeakkumulatorer kan bruges som hydrauliske skillevægge i varmesystemet (hydrauliske pile). Dette gør driften af ​​alle grene af kredsløbet uafhængig, hvilket giver yderligere besparelser i termisk energi.

De højere omkostninger ved installation af hele systemet og kravene til placering af udstyr er de eneste ulemper ved brug af lagertanke. Disse investeringer og ulemper følges dog af minimale driftsomkostninger på lang sigt.

Løsning af kondensproblemet

En logisk løsning på problemet med for koldt vand ved returret er at tilføje varmt vand fra forsyningen. Dette gøres ved hjælp af en jumper og en justerbar trevejs blandeventil installeret på grenen. Ventilen skal være af blandetype: når den indstillede temperatur er nået, begynder den glat at bevæge ventilerne i de to tilsluttede rør. Således opnås en gradvis og jævn temperaturændring.

Varmeakkumulatorrør: yderligere kredsløb til blanding af varmt vand i returledningen

Koldt vand i returrøret vises i flere tilfælde: under kedlens acceleration, når vandet i varmeakkumulatoren er kølet kraftigt ned (efter tomgang), og kedlen er i drift. Lad os se på, hvordan denne tilslutningsordning til varmeakkumulator fungerer i begge tilfælde. Kølevæskens bevægelse er vist i nedenstående illustrationer.

Indtil kedlen er opvarmet, er kølemidlet helt koldt. I dette tilfælde lukker trevejsventilen kølevæskestrømmen til TA, og den bevæger sig i en lille cirkel (billede nedenfor, øverst til venstre). Opvarmning sker hurtigt, da der er lidt vand, er tiden for dannelse af kondens minimal. Figuren antager, at 3-vejs ventilen er indstillet til 55 ° C. Indtil vandet i den lille cirkel når denne temperatur, cirkulerer det i det.

Når varmebæreren i den lille ring opvarmes til 55 ° C, skifter klappen klapperne, og varmeakkumulatoren til opvarmning tændes. I dette tilfælde går tre streams samtidigt (højre figur i øverste række):

• lille, som på det første billede;
• en del af kølemidlet går til TA gennem ventilen;
• fra TA langs returledningen, gennem ventilen, til pumpen og til kedelvarmeveksleren (tredje cirkel).