Современные системы отопления представляют собой целую совокупность трубопроводов и агрегатов, предназначенных для получения и распространения тепловой энергии. Некоторые из этих устройств исполняют главенствующую роль, другие используются для повышения безопасности, экономичности и энергетической эффективности работающего оборудования. К последним относится и тепловой аккумулятор – прибор, который поможет поддерживать комфортную температуру и при этом даст возможность сэкономить деньги на обогреве помещений.

Зачем нужен тепловой аккумулятор

тепловой аккумулятор

Установка теплового аккумулятора позволяет повысить эффективность работы отопительнгого агрегата и улучшить его экономичность

Тепловые аккумуляторы (буферные ёмкости) предназначены для накопления тепловой энергии во время работы отопительного оборудования и последующего её использования после отключения агрегатов. Рассмотрим несколько вариантов применения теплоаккумулирующей ёмкости как для обеспечения комфорта, так и с целью экономии.

В системах отопления, использующих дрова или уголь

Системы отопления, которые используют газ, дизельное топливо или электричество, позволяют изменять режим работы котла в широких пределах. Тепловой агрегат можно остановить или запустить в любой момент, таким образом регулируя температурный режим в помещениях.

Если в качестве источника энергии применяются дрова, уголь, то быстро прекратить горение без вреда для топлива невозможно вследствие высокой инерционности процесса. Поэтому приходится или принудительно вентилировать помещение или уменьшать количество дров (угля) в топке котла. При этом в первом случае драгоценное тепло попросту выходит наружу, а во втором приходится постоянно следить за работой агрегата.

Такая схема неэкономична и некомфортна. Решением этой проблемы является установка буферного накопителя, который позволит использовать теплоноситель из аккумулирующей ёмкости по мере надобности. Запасённое во время работы котла тепло будет подаваться в магистраль даже после полного прекращения горения.

В системе с тепловым котлом

Не секрет, что стоимость твёрдого, жидкого, газообразного топлива и электроэнергии различается и зависит как от региона проживания, так и других факторов.

Дешевле всего отапливать жилые помещения газом, но при отсутствии газопровода приходится искать другие альтернативные варианты. Например, комбинировать работу твердотопливного агрегата с электрокотлом. Все знают, что стоимость электроэнергии ночью в несколько раз ниже, чем днём. Поэтому если установить многотарифный счётчик и использовать электрокотёл в связке с теплоаккумулятором, то можно экономить деньги. Работа оборудования в ночные часы позволит поддерживать температуру в помещениях и запасать тепло, чтобы подавать его во время высокой стоимости энергии. При необходимости в работу можно включить твердотопливный агрегат, что позволит увеличить производительность системы.

В альтернативных источниках энергии

Этот вариант подразумевает использование альтернативных источников энергии. Буферная ёмкость «подзаряжается» теплом от Солнца (использование солнечного коллектора) или нашей планеты (применение теплового насоса).

Преимущества и недостатки агрегатов

К преимуществам теплоаккумулирующих ёмкостей можно отнести:

  • возможность накопления тепла во время работы котла и последующей отдачи энергии при его отключении;
  • защиту отопительной системы от перегрева;
  • способность соединить в одну схему несколько тепловых агрегатов, работающих на различных видах энергии;
  • значительное повышение КПД котлов за счёт возможности их эксплуатации при повышенных температурах (как известно, в таком режиме происходит минимум потерь от преобразования энергии из одного состояния в другое);
  • уменьшение числа загрузок твердотопливного котла и равномерное временное распределение тепла при его работе;
  • возможность подключения контура горячего водоснабжения.

К явным недостаткам буферного аккумулятора относится его громоздкая конструкция и увеличение стоимости отопительной системы, связанное с необходимостью покупки и монтажа дополнительного оборудования.

Устройство и принцип работы теплоаккумулятора

устройство теплового аккумулятора

Устройство теплового аккумулятора с контуром горячего водоснабжения

Самый простой тепловой аккумулятор представляет собой большой бак круглого или прямоугольного сечения с установленными на разной высоте патрубками. Объем ёмкости зависит от производительности оборудования и составляет от 200 литров до 3 кубических метров. Работа аккумуляторного бака возможна за счёт высокой теплоёмкости воды (или антифриза), нагрев которой обеспечивает котёл. Толстый слой утеплителя позволяет жидкости длительное время сохранять высокую температуру, обеспечивая работоспособность отопления в течение 1 – 2 суток после отключения отопительного агрегата.

Использование теплоизоляции необходимо даже в случае установки буферного аккумулятора в жилом здании, поскольку теплоотдача по площади всех стенок бака приведёт к чрезмерному повышению температуры в помещении.

Таблица зависимости времени нагрева емкости от её объёма

Таблица зависимости времени нагрева теплового аккумулятора от его объёма

Теплоаккумулирующая ёмкость состоит из следующих деталей:

  • стальной или пластиковый бак;
  • кожух;
  • теплоизоляция;
  • встроенный теплообменник;
  • магниевый анод (при использовании металлической ёмкости);
  • электрический нагреватель;
  • патрубки для подключения отопительных агрегатов и контуров обогрева;
  • теплоноситель.

Использование нержавеющей стали в качестве материала бака позволяет значительно увеличить срок его службы, что особо важно для отопительных систем открытого типа.

Простейший тепловой аккумулятор не имеет встроенных теплообменников. По сути, он является термосом с патрубками для подвода и отвода теплоносителя. Несложная конструкция позволяет сделать такой бак своими руками. Важно только обеспечить требуемые герметичность и теплоизоляцию.

принцип действия теплового аккумулятора

Работа теплоаккумулирующей ёмкости в отопительной системе с геоколлектором

При использовании буферной ёмкости простого типа её совместная работа с твердотопливным оборудованием и обогревающим контуром выглядит так:

  • во время работы котла происходит забор охлаждённого теплоносителя из нижней части буферного аккумулятора и его подача к отопительному агрегату для нагрева;
  • горячий теплоноситель подаётся к верхней части бака, при этом перемешивания жидкости не происходит по причине её разной плотности;
  • горячая вода (или антифриз) по мере надобности отбирается через другой верхний патрубок благодаря использованию циркуляционного насоса, трёхходового крана и другой регулирующей аппаратуры;
  • охлаждённый теплоноситель из контура обогрева возвращается в нижнюю часть ёмкости.

Время работы отопления на запасах тепла в буферном баке зависит от ёмкости последнего и мощности системы обогрева. Поэтому определение объёма прибора зависит от того, что приоритетнее: длительность работы на аккумулированной энергии или время накопления тепла в устройстве.

Послойное разделение жидкости в баке буферной ёмкости позволяет производить отбор теплоносителя нужной температуры.

Схема подключения и монтаж своими руками

схема подключения теплового аккумулятора

Схема подключения теплового аккумулятора

Если вы сталкивались с монтажом или реконструкцией отопительной системы, то вам будет несложно изготовить и установить тепловой аккумулятор. Справиться с этой работой сможет и новичок при наличии необходимых слесарных навыков.

Схема подключения буферной ёмкости имеет следующие особенности:

  • к нижним патрубкам прибора присоединяются вход котла и обратная ветка отопительной системы;
  • движение теплоносителя в системе, равно как и его подачу в нагревающий агрегат, обеспечивает циркуляционный насос, установленный совместно с обратным клапаном и запирающим краном;
  • к выходу котла подключён второй насос, предназначенный для транспортировки горячей жидкости к верхнему патрубку аккумулирующей ёмкости;
  • второй верхний патрубок бака соединяется с напорной магистралью системы отопления. При этом возможно включение как с трёхходовым клапаном, так и без него.

Отметим, что подобный принцип используется для систем с одним отопительным агрегатом. Применение нескольких котлов требует дополнительной установки запирающих, балансировочных и отсекающих устройств, что значительно усложняет схему подключения и конструкцию теплового аккумулятора.

Накопительная ёмкость должна обязательно оснащаться предохранительным клапаном, а при необходимости ещё и датчиками давления и температуры.

Установка теплоаккумулирующей ёмкости

монтаж теплового аккумулятора

Монтаж теплового аккумулятора предусматривает установку регулирующей автоматики, запорных устройств и центробежных насосов

Вне зависимости от того, какой теплоаккумулятор используется (покупной или изготовленный своими руками), в процессе работы понадобятся:

  • шаровые краны;
  • циркуляционные насосы;
  • отрезки труб необходимого диаметра;
  • обратные клапаны;
  • датчики температуры;
  • предохранительный клапан;
  • электрическая проводка;
  • трехходовые краны или электрическая система управления работой циркуляционных насосов;
  • тепловой аккумулятор.

Кроме этого, потребуются обычные наборы сантехника и электрика, которые включают нужные инструменты и необходимые изолирующие и герметизирующие материалы.

Схема подключения теплового аккумулятора

При монтаже буферной ёмкости учитывают способность нагретой жидкости подниматься в верхнюю часть бака

Прежде всего, определяют место установки прибора. Если есть возможность, то бак монтируют как можно ближе к отопительному котлу. Теплоаккумулирующую ёмкость подключают в следующем порядке:

  1. Из отопительной системы сливают теплоноситель.
  2. К одному из верхних выводов бака подключают предохранительный клапан.
  3. На патрубки бака устанавливают шаровые краны. Можно обойтись и без запорной арматуры, но в таком случае при необходимости ремонта или замены оборудования понадобится сливать теплоноситель.
  4. К нижнему выводу ёмкости подключают циркуляционный насос, посредством которого охлаждённая жидкость будет подаваться в котёл.
  5. Напорный патрубок отопительного агрегата присоединяют к верхнему выводу теплового аккумулятора.
  6. Монтируют датчик температуры и блок автоматики, которые будут управлять циркуляционным насосом в зависимости от степени нагрева теплоносителя.
  7. К парному выводу, расположенному в верхней части бака, подключают подающую магистраль отопительной системы.
  8. На обратном трубопроводе монтируют второй циркуляционный насос. Этот агрегат понадобится для транспортировки теплоносителя по контуру обогрева.
  9. Устанавливают автоматику для управления работой второго насоса в зависимости от температуры воздуха в помещениях.
  10. Если конструкцией теплоаккумулятора предусмотрен второй контур, то его присоединяют к системе горячего водоснабжения.
  11. При необходимости выполняют электрическое подключение ТЭНа буферной ёмкости к питающему напряжению.
  12. Устанавливают устройство защитного отключения и заземляющий контур.

Подключение лучше всего выполнять разъёмными соединениями. Для стальной системы используют сгонные муфты, а для полипропиленовых трубопроводов – фитинги «американки».

Места всех сопряжений должны быть тщательно герметизированы при помощи пакли и специальной пасты. Фум-ленту лучше не использовать, поскольку она не позволит «доворачивать» соединения для правильной установки циркуляционных насосов и удобного размещения шаровых кранов.

Как подключить тепловой аккумулятор в обвязке с твердотопливным и газовым котлами (видео)

Тепловой аккумулятор оптимизирует работу отопительного агрегата и позволяет экономить ресурсы. Буферную ёмкость несложно установить своими руками, для чего можно купить готовое изделие в торговой сети или же изготовить накопительный бак самостоятельно. В любом случае потраченные средства окупаются в короткий срок, что позволяет советовать установку теплоаккумуляторов как с целью энергосбережения, так и для защиты отопительных агрегатов от перегрева.

Виктор Каплоухий
Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые - техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками.
Подробнее