Буферный бак: правила выбора, эксплуатации и расчета емкости для отопительной системы + пошаговая схема подключения

Нередко котел, работающий на твердом топливе, становится единственным вариантом, который можно всерьез рассматривать в качестве основного источника тепловой энергии для отопления дома. Стандартная ситуация для многих небольших населенных пунктов и загородных поселков – газовые магистрали еще не дотянулись до каждого потребителя, или их прокладка непосредственно к дому сопряжена с неподъемными расходами. Электрическое отопление, ввиду высокой стоимости электроэнергии, видится нерентабельным. Но зато местные условия характеризуются широкой доступностью и невысокой ценой дров или угля. Решение напрашивается само собой…

Буферная емкость для твердотопливного котла

Но вот проблема: работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя. Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно. Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»? Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.

Что такое буферный бак

Оборудование представляет собой емкость с установленным тепло аккумулятором. Сама тара накапливает лишнюю тепловую энергию. Емкость снабжена небольшим змеевиком, покрытым теплоизоляционным полотном.

Работа оборудования начинается с загрузки в него дров. При этом тара накапливает избытки тепловой энергии, а затем это тепло перенаправляется в радиаторы. Еще очень важная особенность устройства – поддержка теплой жидкости в радиаторах.

Нюансы системы

Важно! Каждая отопительная система с буферным баком подразумевает под собой наличие мощного электрического насоса, который необходим для непрерывного циклирования теплого воздуха в батареи.

• После прекращения подачи электричества, тепловая система буферного бака прекращает свою деятельность.
• При этом палена продолжают перерабатываться в печи, выделяя тепло.
• Что же касается воды в трубах, она начинает нагреваться еще сильнее и доходит до максимального кипения.
• Если система не будет оборудована мощным насосом, отсасывающим воздух может произойти взрыв, что дает прямую угрозу для жизни человека.

Стоит также отметить, что буферная система не требует постоянной закладки топлива. Это дает преимущество по не размораживанию этой системы из-за внезапного затухания котла.

Работа системы

Автоматическая работа буферного агрегата подразумевает под собой следующие преимущества:

1. Своевременная передача тепловой энергии теплоносителю;
2. Автоматическая система работы без вмешательства человека;
3. Накопление тепла в непрерывном режиме;
4. Закипания жидкости не происходит, если нарушена подача электроэнергии.

Принцип действия, сфера применения

Работа теплового накопителя простейшего типа осуществляется по следующему принципу:

• Из теплообменного контура агрегата в верхний патрубок емкости поступает разогретый теплоноситель.
• По мере работы котла бак полностью заполняется разогретым до заданного значения теплоносителем.
• При этом из противолежащего верхнего патрубка теплоноситель поступает в батареи системы отопления дома и прочие потребители. Однако, пока агрегат работает, температура внутри резервуара не падает, а, напротив, возрастает – если, конечно, тепло-накопитель правильно подобран и соответствует мощности котла и расходу потребителей.
• При этом в нижний входной патрубок бака поступает охлажденный в системе теплоноситель, но при этом не перемешиваясь с верхним разогретым слоем поступает на отопительный контур котла из выходного патрубка.
• Когда резервуар заполнится до предельного уровня разогретым теплоносителем, агрегат отключается.
• Далее теплоаккумулятор перекачивает теплоноситель по системе с помощью собственного циркуляционного насоса.

Принцип работы теплооаккумулятора с указанием движения теплоносителя Источник altep.ua

• При этом постепенно горячая фаза заменяется охлажденной. Однако качественно выполненный и грамотно рассчитанный тепло-накопитель способен полноценно поддерживать заданный нагрев теплоносителя не только в течение многих часов, но и при необходимости нескольких суток.

Теплоаккумулятор для системы отопления может применяться далеко не только в схеме с твердотопливным котлом, но и с любым другим, работающем на альтернативном виде топлива – газе, электричестве и даже энергии ветра, солнца и недр.

Сфера применения теплового накопителя определяется следующим рядом его возможностей:

1. Количество подключаемых потребителей зависит от наличия независимых контуров и может варьироваться от 4 до 20.
2. Тепловой накопитель можно переоборудовать в электрокотел – посредством монтажа ТЭНов через боковые фланцы.
3. Резервуар может разделяться на отдельные взаимодействующие сектора с помощью горизонтальных перекрытий внутри.
4. В нижнюю область бака может быть вмонтирован дополнительный теплообменник – для повышения производительности.
5. Для обеспечения горячей бытовой водой в резервуар может быть встроен накопитель или дополнительный теплообменник.

Схема комбинированной системы отопления с теплоаккумулятором Источник evan.ru

Обратите внимание! Тепловой аккумулятор особенно актуален, когда энергетический ресурс, расходуемый на образование тепла, имеет периодический или ограниченный доступ. Примером являются солнечные и ветровые генераторы, не функционирующие в пасмурную и безветренную погоду. Он также пригодится, когда электрокотел подключается по льготному тарифу, что возможно только в некоторые ограниченные часы суток.

Из чего состоит буферный бак

Буферный бак для твердотопливного котла представлен бочкой из металла, оборудованной наружной теплоизоляционной системой. Конструкция устройства достаточно проста, но эффективность отдачи тепла при этом на высоком уровне. Что дает существенное преимущество в идеальном прогреве помещения.

Конструкция буферного оборудования:

• Теплообменник в виде спирали. Изготавливается из нержавеющей стали. Он предусмотрен для моделей, выполняющих несколько функций в отопительной системе (солнечные коллекторы, тепловой насос);
• Бак. Представляет собой вместительную емкость, которая изготавливается из листового материала, покрытого эмалью. И также есть варианты создания бака из нержавеющей стали. При этом от емкости отходят элементы, предназначенные для соединения системы обогрева с тепло генератором. Материал изготовления емкости влияет на долгосрочность всего оборудования;
• Змеевик встроенной системы. Помогает поддерживать постоянную температуру в теплоносителе и подогревает воду для бытовых нужд.

Видео описание

Видео-пример о том, как рассчитать теплоаккумулятор:
Далее требуется рассчитать массу (объем) воды, которая была бы способна удержать такое количество тепловой энергии, по следующей формуле:

• М = Кэ / 0,0012 Δт
• М – масса воды, кг,
• Кэ – количество запасаемой энергии, кВт,
• Δт – разница температуры между разогретым теплоносителем и остывшем в системе, °C,
• 0,0012 – теплоемкость воды, кВт/кг °C.

Подставляя в формулу вводные данные, получаем:

100/0,0012 (90-70) = 4166 кг или примерно 4 м³.

Однако на практике редко применяются такие большие емкости. Поэтому чтобы снизить расходы по их монтажу и обслуживанию, время простоя можно сократить наполовину, а уровень охлаждения теплоносителя уменьшить до приемлемых 500С. Тогда для сохранения комфортного тепла в доме с хорошей теплоизоляцией будет достаточно емкости на 1000 литров.

Плюсы и минусы буферного бака

Перед покупкой стоит также обратить внимание на отзывы покупателей о данном оборудовании.

Плюсы

1. Оборудование защищено от перегрева;
2. Котел отдает по полной свою тепловую энергию;
3. Плавная работа оборудования, что позволяет прогревать помещение в равной доле;
4. Постоянная горячая вода;
5. Автоматическая система отопления;
6. Повышение эффективности оборудования, путем монтажа его системы.

Минусы

1. Бак занимает большое пространство в помещении;
2. Требуется отдельная комната для монтажа емкости;
3. Проблемная доставка оборудования за счет вышеперечисленных признаков;
4. Необходимо время для налаживания стабильной работы оборудования;
5. Высокая стоимость оборудования по сравнению с самим котлом.

Критерии выбора

При выборе аккумулятора тепла для домашней системы отопления должны учитываться следующие критерии:

• Вместимость емкости. Рассчитывается с учетом характеристик системы, мощности агрегата, расхода бытовой горячей воды.
• Размеры и вес. Они должны соответствовать прочности основания, на котором будут установлены, а также особенностям транспортировки и монтажных работ.
• Предельный уровень давления. Он должен быть не ниже аналогичного параметра в системе. Им задается толщина стенок, материал из которого они изготавливаются, а также геометрия и особенности конструкции бака.
• Материал корпуса. Изделия из углеродистого стального сплава дешевле, но и меньше служат из-за подверженности разрушения коррозией. Модели из нержавейки стоят дороже, но отличаются долговечностью.
• Дополнительные теплообменники. Количество задается наличием подключаемых контуров и сложностью схемы.

Главный признак различия теплоаккумуляторов – вместимость Источник termico.com.ua

• Функционал. В зависимости от возможностей производители оснащают свою продукцию помимо основных параметров различными дополнительными функциями – встройка ТЭНов, монтаж контрольного и измерительного оборудования, установка автоматики и приборов безопасности, таких как, например, воздушные клапаны, термостаты и проч.
• Качество теплоизоляционного слоя. Учитывается не только толщина покрытия, но и тип используемого материала. Чем дольше бак хранит тепло, тем он более экономически выгоден в системе частного обогрева.

На заметку! Приобретать тепловой накопитель лучше только в специализированной торговой точке. Изделие должно быть фирменным, иметь сертификат, гарантию и полноценную инструкцию по эксплуатации.

Емкость котла

От параметров емкости оборудования зависит количество тепла, которое будет поступать при соответствующей мощности отопительного прибора. В случае, если оборудование вырабатывает 35 кВт/час, тогда объемные данные емкости должны быть превышены до 30 раз. При этом стоит обратить внимание на дополнительные факторы при расчете емкости.

• Во-первых, аккумулятор для отопления в буферном баке установлен таким образом, что он никак не влияет на систему при температуре -30 градусов.
• Котел в этой ситуации продолжит свою работу, но только в обход буферной установки.
• При повышении внешней температуры начинается работа тепло аккумулятора, который накапливает все лишнее тепло.

Мощность рассчитывается, исходя из природных условий. Если взять температуру -29 С, тогда устройство будет терять за один час 33 кВт и мощность должна соответствовать данному температурному режиму.

Размер помещения также влияет на котел буферного отопления. Для больших площадей приобретаются соответствующие размеры емкости. Для малых помещений нецелесообразно будет покупать большой котел.

Советы при покупке буферного бака

Перед приобретением советуют обратиться к профессионалам по работе с отопительными приборами. Они учтут нюансы помещения, для которого покупается буферный котел. И помогут сделать правильный и оптимальный по всем пунктам выбор.

В случае, если приходится делать покупку самостоятельно, рекомендуется обратить внимание на такие составляющие буферного агрегата, как:

• Объем тары;
• Давление отопительной системы;
• Наличие вспомогательного теплообменника;
• Вес и наружные характеристики;
• Функциональность прибора в случае установки дополнительных элементов.

Цены: итоговая таблица

Правила подключения

Буферное оборудование будет радовать своей долгой службой, если были учтены такие правила при его подключении:

1. Наличие очистных фильтров для воды;
2. При магистральном теплоснабжении обязательное наличие запорного механизма;
3. Соединения в системе должны быть фланцевыми или резьбовыми вариантами;
4. Наличие клапана для отведения воздуха;

Наличие на теплообменнике манометра и предохранительного клапана.

Онлайн калькулятор

*Если калькулятор показывает 0 (ноль), значить у вас нет излишков энергии, которые можно накопить.

Пояснения:

Паспортная мощность котла, она указана производителем. Если документы на оборудование не сохранились, найти характеристики можно с сети интернет.

Мощность, необходимая для отопления вашего дома. Рассчитывается специалистами по сложной форме, которая включает: объем помещения, систему отопление, энергоэффективность всего дома.

Температура подачи и обратки. Если в системе не установлены термометры, ее можно снять любым теплосъемником.

Фото лучших моделей буферного бака