Расчет теплоаккумулятора для отопления дома

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Чтобы работа системы отопления была максимально экономичной, но, естественно, без потери своей эффективности, имеет смысл аккумулировать выработанное ею тепло, не востребованное в текущий момент, с тем расчётом, чтобы использовать его в то время, когда котел «отдыхает». Эта проблема решается установкой теплоаккумулятора с соответствующей обвязкой.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

А как определить, какой объём воды потребуется, чтобы гарантированно сберечь весь выработанный котлом тепловой потенциал? Для этого имеется специальный алгоритм, и он воплощен в размещенный ниже калькулятор расчета объема теплоаккумулятора.

Необходимые пояснения будут приведены ниже.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

На чем строится и как проводится расчет?

Безусловно, монтаж, запуск и отладка сложной системы отопления должны проводиться специалистами, иак как существует множество нюансов, который может знать только опытный мастер. Тем не менее, минимально необходимый объем теплоаккумулятора можно рассчитать самостоятельно хотя бы с тех позиций, чтобы предусмотреть место, достаточное для его установки.

Особую важность теплоаккумулятор приобретает в системах отопления, в которых основными источниками тепла выступают твердотопливный или электрический котлы.

  • Функционирование котла, работающего на твёрдом топливе, имеет особенность – своеобразную цикличность. Заправка его топливом проводится с определенной периодичность. В процессе активного горения выработанное тепло может быть избыточным, невостребованным в текущий момент, так как хорошо настроенные контура со своими термостатическими регуляторами возьмут ровно столько, сколько им требуется. А вот после прогорания топлива, до очередной загрузки, следует период простоя, и в этот промежуток времени как раз и пригодится тот тепловой потенциал, который был накоплен в аккумуляторе.
  • С электрическим котлом – несколько другой «расклад». Имеет смысл основную его работу спланировать на время действия ночного льготного тарифа, а затем днем использовать накопленное за этот срок тепло.

Кроме того, теплоаккумулятор позволяет подключать к системе отопления и альтернативные источники тепловой энергии, например, солнечные коллекторы – в погожий день они способны дать весомую прибавку в общий энергетический потенциал.

Итак, что необходимо для расчета.

  • Указать паспортную номинальную тепловую мощность котла отопления.
  • Указать «период активности котла». Под этим условным термином понимается:

— для твердотопливного котла – известное хозяевам время прогорания топливной загрузки.

— для электрического котла – продолжительность действия ночного льготного тарифа на электроэнергию.

  • Рассчитанная для конкретного дома необходимая тепловая мощность для качественного отопления. В период «активности» котла значительная часть энергии будет уходить по прямому предназначению – на обогрев помещений.

Как самостоятельно произвести расчет необходимой тепловой мощности ? Можно перейти по ссылке к соответствующему калькулятору.

Необходимо сразу сделать важную ремарку – принято считать, что установка теплоаккумулятора тогда станет оправданной, когда мощность источника тепловой энергии хотя бы вдвое превышает потребное ее количество для качественного обогрева помещений.

  • Желательно учесть и КПД котла – как ни крути, а потери тепловой энергии в этом плане неизбежны.
  • Наконец, алгоритм расчета требует учета разницы температур в трубе подачи на входе из котла, и в «обратке». Необходимо указать соответствующие значения, которые, в принципе, несложно определить опытным путем.

Полученное значение (в литрах или в кубометрах) является минимальным.

Для чего нужен и как работает теплоаккумулятор?

Подробнее о достоинствах и недостатках, устройстве, схемах подключения и других нюансах, касающихся теплоаккумуляторов для котлов отопления – читайте в специальной публикации нашего портала.

Теплоаккумулятор для отопления. Расчет.

Уж не первый раз получаю такой вопрос: А можно ли сделать такой теплоаккумулятор, чтобы летом его нагреть от солнечной энергии, а зимой его использовать?

Вопрос, конечно, интересный. Почему же нельзя? Если обеспечить тепловой аккумулятор достаточной емкостью и теплоизоляцией – то запросто. Вот только обеспечение это, наверное, будет не столь простым. Ну что ж, Мастер, давай посчитаем.

Мы понимаем с тобой, что необходимое количество тепловой энергии строго равняется уровню теплопотерь. Для нашего примера теплопотери вычислить нетрудно, для этого воспользуемся упрощенной формулой, не учитывающей разные дополнительные факторы. Отапливаемую площадь возьмем такую не очень крутую: 100 квадратов.

Q = S/10, поскольку на 10 квадратов отапливаемой площади приходится 1 кВт теплопотерь. Это, конечно, весьма примерно, но все же дает какое-то представление. Итак, для отопления на наши 100 квадратов необходимо тратить 10 кВт тепловой энергии в час.

А за месяц получается – 10 * 24 * 30 = 7200 кВт. Столько нужно на месяц.

Хорошо бы еще узнать, сколько надо воды и сколько градусов в ней, чтобы обеспечить такое восполнение теплопотерь. Теплоаккумуляторы других типов в расчет не берем, а то сейчас начнем про поиск материалов, способных накапливать и т.п. Так вот, примем следующее:

Удельная теплоемкость воды при 20° Cуд = 4,18 кДж/кг•°C или

1 ккал/кг•°C
Разницу температур возьмем Т = 80-30 = 50°C
Удельный вес г = 1000 кг/м 3
Объем v = 1 м 3
И количество запасенной энергии при таких условиях:
Э = C*Т*v*г = 1*50*1*1000 = 50000 ккал = 58 кВт·ч

А сколько надо? А надо 7200. Таким образом, чтобы накопить нужное количество тепла, надо нагреть до 80 градусов 7200/58 = 124 кубометра воды. Ух-хех. Дальше считать что-то расхотелось. Это ж какую емкость надо поставить! Круглый такой бочоночек диаметром в 5 с половиной метров и высотой 5 метров.

Не. Месячный теплоаккумулятор что-то не складывается. А давай обойдемся хотя бы суточным? Какую емкость надо, чтобы сохранить тепло в течение суток? Нам тепла-то надо на сутки всего 10*24=240 кВт. Значит, какой нужен объем воды? 240/58=4 кубометра. Вот! Это еще куда ни шло!

Только по опыту я тебе так скажу: это тоже слишком много. Для случая, в котором возможно применение аккумулятора – много. А применен он может быть разве только тогда, когда нагревается один раз в сутки. Чем? Котлом. Каким котлом? Вот тут вопрос серьезный.

Если это что-то типа буржуйки (серийного металлического твердотопливного котла), то нужно, чтобы эта буржуйка обеспечивала необходимую мощность. Нам надо ни много ни мало 240 киловатт выработать максимум за пару часов, тут вынь да положь. Иначе какой смысл городить все это городилово, если топить эту буржуйку мощностью в 20 киловатт все 24 часа?

Это почему же при мощности 20 киловатт 24 часа надо подкидывать? Потому что КПД этих буржуек ниже плинтуса. Не веришь? Хочешь доказательств? Приходи на форум, сразимся.

Выходит, котел надо гораздо мощнее. Можно, конечно, купить стальное чудовище нужной мощности где-нить за 200000 рублей, разломать стену в доме и затащить это чудо, установить. Плюс 4 куба аккумулятор. Но это слишком дорого, да и КПД приемлемого все равно нет.

И остается вариант с нормальной традиционной кирпичной печью-котлом. Только она способна выработать такое количество тепла за такой короткий срок, причем, половину выработанного отдаст теплоаккумулятору, а другую половину сохранит в своем массиве. Это утверждение хотя и утрированно, но дает четкое понимание того, что массив кирпичного котла – это тоже теплоаккумулятор, ничуть не уступающий, а даже и превосходящий водяной.

И что из этого следует? А это означает, что емкость водяного теплоаккумулятора мы можем еще вдвое уменьшить. О как! А два куба, это уже не четыре, и для 100 квадратов площади такая экономия более чем существенна.

Но это тоже еще не все. Я ведь хитрый, не сразу тебя гружу, постепенно подвожу к результату . Я только что обмолвился о том, что массив котла превосходит по аккумулирующим свойствам водяной. И это действительно так. Я в этом убедился полностью и воочию. На мои 100 квадратов площади нет необходимости греть воду до столь высокой температуры. Максимум, до каких значений поднимается температура моего теплоаккумулятора – это 60-65 градусов. И опускается за сутки до минимум 35-40 градусов.

И это очень даже неплохо, потому что нет необходимости, оказывается, городить огромный расширительный бак. У меня на 2 кубометра воды расширителем служит 20 литровая полиэтиленовая канистра. Только и всего. И по уровню воды в нем я нормально ориентируюсь, насколько прогрет таплоаккумулятор.

Так ведь это же совсем немного тепла накапливается! – воскликнешь ты. И правильно скажешь. Потому что основное количество – в массиве котла остается. Так на фига нам тогда водяной аккумулятор? А вот тут погодь, Мастер, не спеши открещиваться.

Нагрел ты котел без аккумулятора, а как будешь распределять тепло по комнатам? Если ты придумал воздушное распределение, без применения труб, воды, батарей – молодец. Правда, там тоже нужны воздуховоды, тоже клапаны для регулирования и тоже желательна автоматика – так что тоже городилово, никуда от этого не уйдешь.

Кроме того, воздушная система отопления не столь беспроблемна и при накоплении тепла в кирпичном массиве имеет очень существенный недостаток: воздушные каналы в теплообменнике котла очень быстро наполняются пылью, поэтому нужны еще и фильтры, и вентиляторы. вобщем, не так все с этим просто тоже.

А мы давай вернемся к классической водяной системе распределения тепла. Так вот, опять вопрос: нагрел ты котел до 100 градусов и более в его массиве. У тебя в нем регистры с водой. Попробуй перекрыть систему, оставить воду в регистрах без движения! Чуешь, чем пахнет? Слышишь хлопки в системе? Это регистры кипеть начали. Открывай скорее батареи, гони воду, охлаждай регистры. И готовь веник березовый, потому что в гостиной твоей теперь можно начинать париться.

Это почему так? А потому, что у тебя теплоаккумулятора водяного нет. Водяной теплоаккумулятор – это как бы дополнение для кирпичного теплоаккумулятора, способного придержать в себе значительное количество тепла. Это тепло ( Внимание!) еще долгое время продолжает отдавать котел после того, как закрыта труба и топка закончена.

В его внутренностях один топливник только нагрет до 500 градусов и выше, представляешь? Пусть это всего лишь сотня кирпичей, но при таких температурах только топливник накопил в себе до 25 кВт. А еще остальной массив, в котором не менее 2000 кирпичей. Сложно, конечно, все просчитывать до точностей, но по практике своей скажу так: большой емкости водяного аккумулятора при кирпичном котле не требуется.

А сколько требуется? Есть до двух десятков статей, которые помогут тебе окончательно разобраться, что такое теплоаккумулятор и с чем его едят. Читай, считай, думай:)

Как подобрать объем теплоаккумулятора?

Чтобы правильно подобрать объём теплового аккумулятора (ТА) в системе с твердотопливным котлом, нужно учесть сразу несколько факторов. В первую очередь ориентируйтесь на площадь отапливаемых помещений. Чем она больше, тем более вместительную буферную ёмкость потребуется установить. Второй важный момент — это качество утепления в конкретном частном доме. Если теплоизоляция здания выполнена плохо, то его тепловые потери могут значительно превышать стандартные показатели. В результате, общие рекомендации по расчёту объёма теплоаккумулятора для отопления могут не подойти.

Читайте также:  Электрический водонагреватель для отопления

Расчет объема теплоаккумулятора для дома по площади

Существуют усреднённые показатели объёма буферной ёмкости для дома с хорошим утеплением. Величина указывается в зависимости от площади помещений и лежит в пределах от 35 до 50 литров на 10 м². Так, например, для дома 100 м² потребуется тепловой аккумулятор вместительностью от 350 до 500 литров, а для дома 150 м² нужно будет установить более просторный резервуар объёмом 500-750 литров.

Тут важно сказать про качество утепления. Суммарные теплопотери дома измеряются в зависимости от его площади. По актуальным СНиПам они не должны превышать 50 Вт на 1 м² в среднем за самые холодные 7 дней в году. То есть потери тепла для дома 100 м² составят 5 кВт·час. Достичь этого можно только если в процессе строительства использовались современные теплоизоляционные материалы с правильным расчётом термозащитного слоя.

Для каждого типа ограждающих конструкций, от фундамента до крыши, существуют свои нормы и предписания по использованию тех или иных материалов с определёнными характеристиками теплопроводности. На теплопотери дома влияет также качество установленных стеклопакетов и дверей. Вместе с тем важно понимать, что даже если эти элементы ограждающих конструкций дома обладают высокой теплозащитой, то ошибки, допущенные в процессе установки хороших окон и дверей могут свести на нет все их положительные качества.

Кроме того, в зависимости от погоды за окном, скорость остывания постройки сильно отличается и расход тепловой энергии для поддержания комфортного уровня температуры будет разным. В межсезонье, когда за окном +3° — +5°, небольшая буферная ёмкость вполне способна выполнять свои прямые задачи и резервуар большего объёма просто не требуется. Но зимой, при -25 °С, чтобы не приходилось ночью вставать и идти подбрасывать дрова в топку, лучше иметь теплоаккумулятор из расчёта не менее 50 л на 10 квадратных метров.

Видео с нашим специалистом по подбору теплоаккумулятора?

Как лучше выбирать тепловой аккумулятор

Описанная выше технология подбора основана на практическом опыте установки теплоаккумуляторов в теплосистемы десятков частных домов. Разброс в конечном показателе вместительности ёмкости объясняется не одинаковыми потребностями различных систем отопления. Определяющим фактором здесь является то, насколько часто владелец частного дома готов подбрасывать топливо в свой твердотопливный котёл. Если есть необходимость максимально продлить период между закладками дров, то и объём теплового аккумулятора надо брать по верхней рекомендованной границе.

В то же время, не следует размещать слишком просторный резервуар для теплоносителя. Превышение указанного диапазона делает систему отопления слишком инерционной и снижает её эффективность. Всегда учитывайте, что по законам физики любой дополнительный элемент в системе понижает её КПД. Именно по этой причине более выгодно не выходить за пределы 50 л на 10 м² отапливаемой площади.

С другой стороны, установка буферной ёмкости с большим запасом может быть вполне уместной, если вопрос экономии топлива не стоит остро. Чем больше объём теплоносителя в резервуаре, тем больше тепла он способен запасти и тем дольше он будет поддерживать нужную температуру воды в батареях без необходимости запуска котла. Единственное неудобство, которое здесь появится — это скорость прогрева теплоаккумулятора. Если он значительно больше, чем рекомендовано, то для полноценного нагрева теплоносителя до 85-88 °С может понадобится от 2 до 4 закладок топлива.

С другой стороны, избыточную вместительность буферной ёмкости можно скомпенсировать увеличенной мощностью котла. Но тут уже нужно ориентироваться по размеру бюджета, отведённого на организацию системы отопления. Совокупная стоимость производительного теплогенератора на твёрдом топливе и теплового аккумулятора соответствующего объёма может обойтись недешево. Ходить в котельную только один раз в сутки, конечно, удобно, но и два раза в сутки вполне приемлемый интервал, чтобы не переплачивать в полтора — два раза на создании системы отопления.

Оптимальный объем теплоаккумулятора по мощности котла

Если ориентироваться на мощность установленного теплогенератора, то наиболее выгодным решением будет приобретение резервуара, объёмом по 50 литров на каждый кВт мощности котла. Опять же, цифра усреднённая и берётся исходя из наличия хорошего утепления конструкции дома. Например, если стоит вопрос, как рассчитать объем теплоаккумулятора для твердотопливного котла 12 кВт, то оптимальная вместительность ёмкости составит 600 литров.

Такое соотношение позволит закладывать топливо в котёл в среднем два раза в сутки. Важно также, чтобы теплоаккумулятор был правильно подключён. Только соблюдение всех правил монтажа и грамотный расчёт каждого элемента системы отопления даст возможность тепловому аккумулятору эффективно накапливать энергию, произведённую котлом. Ошибки в обвязке твердотопливного теплогенератора способны не только заметно снизить КПД работы теплового аккумулятора, но и вообще свести на нет пользу от него.

Главный вопрос при выборе теплоаккумулятора

Система без теплового аккумулятора — это очень нестабильная и капризная теплосистема. При естественных температурных колебаниях на улице, режим работы котла всё время будет нуждаться в регулировке. Без буферной ёмкости, единственный вариант настройки количества теплоотдачи устройства лежит в ограничении интенсивности горения топлива. Процесс может быть реализован только увеличением или уменьшением тяги, то есть регулировкой подачи и оттока свежего воздуха в камере сжигания.

Такой способ контроля производительности теплогенератора неизбежно приводит к неполноценному сгоранию топлива. Вследствие этого в дымовых газах присутствует повышенное количество смолы и сажи, которые постоянно налипают на стенках котла и дымохода. В итоге эксплуатация такой системы отопления требует постоянного техобслуживания в виде трудоёмкой очистки внутренних поверхностей теплогенератора и дымовых каналов от прочного слоя дёгтя.

Можно ещё долго перечислять недостатки теплосистемы без буферной ёмкости, но лучше сразу сказать, что сейчас включение теплоаккумулятора в систему — это необходимость. И лучший вариант, безусловно, размещать резервуар, подбор объёма которого выполнен по указанным выше нормам. Однако, если бюджет ограничен, то установка ёмкости даже меньшей вместительности всё равно заметно облегчит процесс использования твердотопливного котла.

Чем ближе будет объём теплового аккумулятора к рекомендуемым в статье цифрам, тем реже придётся заниматься докладкой топлива в камеру сгорания. И здесь уже надо смотреть на размеры доступного бюджета. Если есть средства на размещение полноразмерного резервуара — хорошо. Если бюджет ограничен, то вполне уместно будет поставить даже небольшой ТА, так как он всё равно продлит время работы теплосистемы от одной загрузки дров. Кроме того, любой теплоаккумулятор защищает систему отопления от перегрева и от возникновения так называемого теплового удара.

Также обязательно принимайте во внимание вместительность вашей котельной. Специалисты рекомендуют устанавливать котёл и буферную ёмкость в отдельно стоящем помещении вне стен частного дома. Однако, это не всегда возможно и нередко котельная находится непосредственно внутри жилого здания. В этом случае её объём может быть ограничен, и установить туда можно только небольшой резервуар.

Если на момент возникновения вопроса «Как подобрать объём теплоаккумулятора?», в наличии есть достаточное количество средств, то оптимальным решением станет обращение к специалистам. Самостоятельное выполнение требуемых расчётов возможно, но только профессиональный инженер по проектированию теплосистем сможет точно сказать, какая ёмкость более предпочтительна для конкретного частного дома.

Как рассчитать теплоаккумулятор для твердотопливного котла?

Теплоаккумулятор и Laddomat рекомендуется устанавливать в систему отопления с твердотопливным котлом потому что он дает возможность:

  • котлу – работать в оптимальном тепловом режиме, что существенно продлевает срок службы котла;
  • экономить до 50% топлива;
  • реже растапливать котел;
  • оптимизировать график растопки котла: например, запасать тепло днем и расходоваьб его ночью.

Расчет теплоаккумулятора

Рассчитать мощность теплоаккумулятора можно по формуле:

Q = (C x M x ΔT),

где
Q – мощность теплоаккумулятора, кВт·час
С – удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/кг·К
ΔT – разница температур в верхней и нижней частях теплоаккумулятора.

Например, возьмем теплоаккумулятор объемом 2000 л, теплоноситель – вода (С = 4200 Дж/кг·К), ΔT возьмем равным 35 о С, тогда:

Разделив мощность теплоаккумулятора на теплопотери дома, получим время нагрева теплоаккумулятора котлом: 81,7 / 20 = 4 часа 5 мин.

Для подбора теплоаккумклятора можно ориентироваться на данные в таблицах ниже.

Таблица 1. Время работы теплоаккумулятора в зависимости от его объема и площади дома.
Теплоноситель – вода, ΔT=35 о С.

Площадь дома, м 2
Объем ТА50100150200250300350400
500 л4 ч 05 мин2 ч 02 мин1 ч 21 мин1 ч 01 мин0 ч 49 мин0 ч 40 мин0 ч 35 мин0 ч 30 мин
750 л6 ч 07 мин3 ч 03 мин2 ч 02 мин1 ч 31 мин1 ч 13 мин1 ч 01 мин0 ч 52 мин0 ч 45 мин
1000 л8 ч 10 мин4 ч 05 мин2 ч 43 мин2 ч 02 мин1 ч 38 мин1 ч 21 мин1 ч 10 мин1 ч 01 мин
1500 л12 ч 15 мин6 ч 07 мин4 ч 05 мин3 ч 03 мин2 ч 27 мин2 ч 02 мин1 ч 45 мин1 ч 31 мин
2000 л16 ч 20 мин8 ч 10 мин5 ч 26 мин4 ч 05 мин3 ч 16 мин2 ч 43 мин2 ч 20 мин2 ч 02 мин

Таблица 2. Время работы теплоаккумулятора в зависимости от его объема и площади дома.
Теплоноситель – антифриз, ΔT=35 о С.

Площадь дома, м 2
Объем ТА50100150200250300350400
500 л3 ч 41 мин1 ч 50 мин1 ч 13 мин0 ч 55 мин0 ч 44 мин0 ч 36 мин0 ч 31 мин0 ч 27 мин
750 л5 ч 32 мин2 ч 46 мин1 ч 50 мин1 ч 23 мин1 ч 06 мин0 ч 55 мин0 ч 47 мин0 ч 41 мин
1000 л7 ч 23 мин3 ч 41 мин2 ч 27 мин1 ч 50 мин1 ч 28 мин1 ч 13 мин1 ч 03 мин0 ч 55 мин
1500 л11 ч 05 мин5 ч 32 мин3 ч 41 мин2 ч 46 мин2 ч 13 мин1 ч 50 мин1 ч 35 мин1 ч 23 мин
2000 л14 ч 47 мин7 ч 23 мин4 ч 55 мин3 ч 41 мин2 ч 57 мин2 ч 27 мин2 ч 06 мин1 ч 50 мин
Читайте также:  Генератор водородной воды своими руками

Таблица 3. Время зарядки теплоаккумулятора в зависимости от его объема и мощности котла.
Теплоноситель – вода.

Мощность котла, кВт
Объем ТА1020304050607080100
500 л2 ч 02 мин1 ч 01 мин0 ч 40 мин0 ч 30 мин0 ч 24 мин0 ч 20 мин0 ч 17 мин0 ч 15 мин0 ч 12 мин
750 л3 ч 03 мин1 ч 31 мин1 ч 01 мин0 ч 45 мин0 ч 36 мин0 ч 30 мин0 ч 26 мин0 ч 22 мин0 ч 18 мин
1000 л4 ч 05 мин2 ч 02 мин1 ч 21 мин1 ч 01 мин0 ч 49 мин0 ч 40 мин0 ч 35 мин0 ч 30 мин0 ч 24 мин
1500 л6 ч 07 мин3 ч 03 мин2 ч 02 мин1 ч 31 мин1 ч 13 мин1 ч 01 мин0 ч 52 мин0 ч 45 мин0 ч 36 мин
2000 л8 ч 10 мин4 ч 05 мин2 ч 43 мин2 ч 02 мин1 ч 38 мин1 ч 21 мин1 ч 10 мин1 ч 01 мин0 ч 49 мин

Таблица 4. Время зарядки теплоаккумулятора в зависимости от его объема и мощности котла.
Теплоноситель – антифриз.

Расчет теплоаккумулятора для отопления дома

Рассмотрим пример расчета по двум задачам.

Скачайте файл Excel для быстрого расчета теплоаккумулятора под ваши параметры: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Существуют две задачи для расчета теплоаккумулятора:

1. Рассчитать минимальный объем для того, чтобы не перегреть теплоноситель раньше времени до критических температур 90-100 градусов.
2. Рассчитать объем для накопления тепловой энергии

Расчет теплоаккумулятора для ТвердоТопливного Котла(ТТК)

Схема подключения Твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла нужен больше всего для предотвращения повышения температуры теплоносителя до критических значений 100 и более градусов. Температура может быть больше 100 градусов и это не означает, что теплоноситель закипит. Теплоноситель не закипит, если при этом существует избыточное давление. Например, при давлении воды 1 Bar вода закипит при температуре 120 градусов. Это написано тут: http://infosantehnik.ru/str/53.html

Из-за высокой температуры пострадают пластиковые трубы и другое оборудование, не предназначенное для высоких температур. Например, большое количество разного оборудования предназначено работать при максимальной температуре не более 110 градусов.

Для расчета объема теплоаккумулятора нужно учесть только повышения температуры выше 110 градусов.

Для понимания расчета сделаем пример расчета

Для расчета берем данные из паспорта котла:

Плотность дров, кг/м3:

Пример расчета сосны с плотностью 505 кг/м3

Сколько килограмм сосновых дров поместится в топку?

Энергия кВт-час одной топки дровами без учета КПД % котла

С учетом КПД котла:

Можно мощность посчитать по-другому: Номинальную мощность котла помножим на максимальный коэффициент мощности 1,2 и помножим на количество часов работы (указанно в паспорте котла).

Чтобы рассчитать объем теплоаккумулятора нужно определиться с максимальными и минимальными температурами теплоносителья.

Максимальная температура теплоносителя выбирать можно в диапазоне 90-110 градусов. Обычно максимальная температура оборудования и труб 110 градусов. Но желательно не превышать 90 градусов. Для полипропиленовых труб максимальную температуру делаем еще ниже, чем 90. Для полипропиленовых лучше 70 градусов.

Минимальная температура теплоносителя выбираем 50-60 градусов, когда требуется заправка дровами. То есть это минимальная температура теплоносителя, при котором отопление справляется с теплопотерями здания. У каждого здания она может быть разная. Также этот показатель зависит от температуры на улице.

Я предлагаю максимальную температуру брать 90, а минимальную 60 градусов. Конечно, в вашем случае может быть по-другому.

Давайте учтем тепло, которое начинает уходить на отопление дома за 3 часа горения дров.

Теплопотери дома 5000 Вт:

Максимальные теплопотери (10000 Вт) поделим пополам получим 5000 Вт. То есть нужно учитывать, что расчетные максимальные тепловые потери дома происходят редко. Основная частая величина тепловых потерь равна 50% от максимальных. Иногда может быть еще меньше.

Заключение: Конечно, для защиты от кипения объем теплоаккумлятора получается очень большим. Но его еще можно снизить. Смотрите ниже.

Еще нужно понимать, что фактические теплопотери дома могут сильно снижаться. И котел будет работать на накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе, ведь мы не можем остановить горение дров.

Не забываем учитывать минимальную мощность котла

То есть для расчета объема теплоаккумулятора нужно выбрать минимальную мощность котла в нашем случае оно составит:

Номинальная мощность 8кВт помножить на 0,5 = 4 кВт. Производитель котла не зря упоминает минимальную мощность котла. Если вы будите использовать котел меньше этой мощности то, или у вас не получится горение дров, или КПД котла будет снижен.

Конечно, при малом потреблении мощности, котел может работать больше 3 часов.

То есть рассчитывать минимальный объем теплоаккумулятора нужно на минимальную мощность котла заявленный производителем и на минимальное потребление теплопотерь дома. Чтобы получить минимальные тепловые потери дома можно просто поделить мкксимальные потери дома в 3 раза.

Расчет минимального объема теплоаккумлятора для ТТК

Для этого нам необходимо в паспорте котла найти минимальную мощность котла. Она составит 4 кВт предположим, гореть дрова будут 3 часа.

Минимальные теплопотери дома будут в три раза меньше(3,3 кВт), чем максимальные тепловые потери дома(10 кВт).

Для подбора теплоаккумулятора необходимо сделать два расчета на максимальный объем и минимальный объем теплоаккумулятора.

Минимальный объем составил 60 литров, а максимальный 885 л. И вам нужно выбрать объем теплоаккумулятора в диапазоне от 60 до 885 литров.

Чем меньше объем теплоаккумулятора, тем быстрее вы прогреете дом. Чем больше объем теплоаккумулятора, тем дольше вы будите прогревать дом, но защита от перегрева будет заметно лучше.

Если Ваша система отопления работает редко, то можно рассмотреть малый объем теплоаккумулятора.

Если система отопления работает постоянно, то лучше предпочесть большой объем теплоаккумулятора, чтобы заниматься редким подбрасыванием дров в топку и меньше заниматься контролем температуры.

Малый объем теплоаккумулятора может вызывать трудности в дозировке подбрасывания дров. То есть вам придется подбрасывать дрова частично в определенное время. А с большим объемом теплоаккумулятора вы можете бросить большое количество дров в топку ТТК и не опасаться, что наберется высокая температура. То есть с большим объемом вы можете заполнить всю топку ТТК, а с малым объемом будите подкидывать меньше дров и будите делать это часто.

Конечно, большой диапазон объема теплоаккумулятора вынуждает делать экономический расчет. Рекомендуется выбрать наиболее большой объем теплоаккумулятора на свой вкус(комфорт) и кошелек.

Заказчику говорите, что малый объем приведет к перегреву теплоносителя и сложной дозировки подкидывания дров. Как правило в коттеджах 200-300 м2 площади используется таеплоаккумуляторы 200-500 литров.

Расчет объема теплоаккумулятора для накопления тепловой энергии

Чтобы вы поняли, мы просто решим задачу на расчет теплоаккумулятора.

Задача: Рассчитать объем теплоаккумулятора при остывании за 18 часов(время разрядки). Время зарядки 6 часов. Рассчитать мощность котла для времени зарядки аккумулятора.

Теплопотери дома 10 кВт = 10000 Вт

Минимальная температура теплоносителя 60 градусов.

Максимальная температура теплоносителя 80 градусов.

Перепад температуры в теплоаккумуляторе равен 20 градусам – это разница между максимальной и минимальной температурой теплоносителя. Эта разница является запасом тепловой энергии в теплоаккумуляторе. Теплоаккумулятор будет разряжаться с 80 до 60 градусов отдавая тепло.

Мощность котла для зарядки теплоаккумулятора за 6 часов.

На сколько часов хватит теплоаккумулятора?

К примеру, возьмем емкость 1500 л = 1,5м3. Теплопотери дома 10 кВт.

Расчет теплоаккумулятора для отопления дома

Узнай стоимость ремонта

Ремонтные работы?

Почему клиенты выбирают нас?

Отопление и Ремонт

У нас самые выгодные цены!

На открытой странице мы попбробуем найти и определить для дачи правильные узлы конструкции. Конструкция обогревания коттеджа включает некоторые элементы. Система отопления включает, механизм управления тепла, фиттинги котел отопления, провода или трубы, циркуляционные насосы, радиаторы, крепежную систему, автоматические развоздушиватели терморегуляторы, расширительный бачок. Эти части отопления весьма важны. Посему подбор частей системы нужно осуществлять обдуманно.

Расчет теплоаккумулятора для отопления

2. Определяем температурный режим системы отопления.

Этот аспект необходимо рассматривать еще на стадии проектирования системы. В первую очередь нам важна температура теплоносителя на входе в радиаторы при максимальной мощности системы. Если у вас уже смонтировано отопление и вы просто хотите установить теплоаккумулятор. то достаточно только измерить температуру воды на входе в радиаторы при максимальной мощности. Если же ваша система отопления еще находится на стадии проектирования, то нужно посмотреть характеристики устанавливаемых радиаторов. Например: Одно ребро широкоизвестного радиатора FEROLLI при разнице температур в 50 градусов отдает 88,2 ватта тепловой энергии, а при разнице температур в 70 градусов отдает 136,6 ватт. О чем говорят эти цифры? Если у вас в доме температура +20 градусов, то при средней температуре на поверхности ребра в 20+50=70 градусов оно отдаст 88,2 ватта тепла. При средней температуре ребра в 20+70=90 градусов уже 136,6.

Расчет теплоаккумулятора для отопления

Уж не первый раз получаю такой вопрос: А можно ли сделать такой теплоаккумулятор, чтобы летом его нагреть от солнечной энергии, а зимой его использовать?

Вопрос, конечно, интересный. Почему же нельзя? Если обеспечить тепловой аккумулятор достаточной емкостью и теплоизоляцией – то запросто. Вот только обеспечение это, наверное, будет не столь простым. Ну что ж, Мастер, давай посчитаем.

Мы понимаем с тобой, что необходимое количество тепловой энергии строго равняется уровню теплопотерь. Для нашего примера теплопотери вычислить нетрудно, для этого воспользуемся упрощенной формулой, не учитывающей разные дополнительные факторы. Отапливаемую площадь возьмем такую не очень крутую: 100 квадратов.

Q = S/10. поскольку на 10 квадратов отапливаемой площади приходится 1 кВт теплопотерь. Это, конечно, весьма примерно, но все же дает какое-то представление. Итак, для отопления на наши 100 квадратов необходимо тратить 10 кВт тепловой энергии в час.

А за месяц получается – 10 * 24 * 30 = 7200 кВт. Столько нужно на месяц.

Хорошо бы еще узнать, сколько надо воды и сколько градусов в ней, чтобы обеспечить такое восполнение теплопотерь. Теплоаккумуляторы других типов в расчет не берем, а то сейчас начнем про поиск материалов, способных накапливать и т.п. Так вот, примем следующее:

Читайте также:  Обратный клапан лепестковый для отопления

Удельная теплоемкость воды при 20° Cуд = 4,18 кДж/кг•°C или

Разницу температур возьмем Т = 80-30 = 50°C

Удельный вес г = 1000 кг/м 3

И количество запасенной энергии при таких условиях:

Э = C*Т*v*г = 1*50*1*1000 = 50000 ккал = 58 кВт-ч

А сколько надо? А надо 7200. Таким образом, чтобы накопить нужное количество тепла, надо нагреть до 80 градусов 7200/58 = 124 кубометра воды. Ух-хех. Дальше считать что-то расхотелось. Это ж какую емкость надо поставить! Круглый такой бочоночек диаметром в 5 с половиной метров и высотой 5 метров.

Не. Месячный теплоаккумулятор что-то не складывается. А давай обойдемся хотя бы суточным? Какую емкость надо, чтобы сохранить тепло в течение суток? Нам тепла-то надо на сутки всего 10*24=240 кВт. Значит, какой нужен объем воды? 240/58=4 кубометра. Вот! Это еще куда ни шло!

Только по опыту я тебе так скажу: это тоже слишком много. Для случая, в котором возможно применение аккумулятора – много. А применен он может быть разве только тогда, когда нагревается один раз в сутки. Чем? Котлом. Каким котлом? Вот тут вопрос серьезный.

Если это что-то типа буржуйки (серийного металлического твердотопливного котла), то нужно, чтобы эта буржуйка обеспечивала необходимую мощность. Нам надо ни много ни мало 240 киловатт выработать максимум за пару часов, тут вынь да положь. Иначе какой смысл городить все это городилово, если топить эту буржуйку мощностью в 20 киловатт все 24 часа?

Это почему же при мощности 20 киловатт 24 часа надо подкидывать? Потому что КПД этих буржуек ниже плинтуса. Не веришь? Хочешь доказательств? Приходи на форум. сразимся.

Выходит, котел надо гораздо мощнее. Можно, конечно, купить стальное чудовище нужной мощности где-нить за 200000 рублей, разломать стену в доме и затащить это чудо, установить. Плюс 4 куба аккумулятор. Но это слишком дорого, да и КПД премлемого все равно нет.

И остается вариант с нормальной традиционной кирпичной печью-котлом. Только она способна выработать такое количество тепла за такой короткий срок, причем, половину выработанного отдаст теплоаккумулятору, а другую половину сохранит в своем массиве. Это утверждение хотя и утрированно, но дает четкое понимание того, что массив кирпичного котла – это тоже теплоаккумулятор. ничуть не уступающий, а даже и превосходящий водяной.

И что из этого следует? А это означает, что емкость водяного теплоаккумулятора мы можем еще вдвое уменьшить. О как! А два куба, это уже не четыре, и для 100 квадратов площади такая экономия более чем существенна.

Но это тоже еще не все. Я ведь хитрый, не сразу тебя гружу, постепенно подвожу к результату #image.jpg. Я только что обмолвился о том, что массив котла превосходит по аккумулирующим свойствам водяной. И это действительно так. Я в этом убедился полностью и воочию. На мои 100 квадратов площади нет необходимости греть воду до столь высокой температуры. Максимум, до каких значений поднимается температура моего теплоаккумулятора – это 60-65 градусов. И опускается за сутки до минимум 35-40 градусов.

И это очень даже неплохо, потому что нет необходимости, оказывается, городить огромный расширительный бак. У меня на 2 кубометра воды расширителем служит 20 литровая полиэтиленовая канистра. Только и всего. И по уровню воды в нем я нормально ориентируюсь, насколько прогрет таплоаккумулятор.

Так ведь это же совсем немного тепла накапливается! – воскликнешь ты. И правильно скажешь. Потому что основное количество – в массиве котла остается. Так на фига нам тогда водяной аккумулятор? А вот тут погодь, Мастер, не спеши открещиваться.

Нагрел ты котел без аккумулятора, а как будешь распределять тепло по комнатам? Если ты придумал воздушное распределение, без применения труб, воды, батарей – молодец. Правда, там тоже нужны воздуховоды, тоже клапаны для регулирования и тоже желательна автоматика – так что тоже городилово, никуда от этого не уйдешь.

Кроме того, воздушная система отопления не столь беспроблемна и при накоплении тепла в кирпичном массиве имеет очень существенный недостаток: воздушные каналы в теплообменнике котла очень быстро наполняются пылью, поэтому нужны еще и фильтры, и вентиляторы. вобщем, не так все с этим просто тоже.

А мы давай вернемся к классической водяной системе распределения тепла. Так вот, опять вопрос: нагрел ты котел до 100 градусов и более в его массиве. У тебя в нем регистры с водой. Попробуй перекрыть систему, оставить воду в регистрах без движения! Чуешь, чем пахнет? Слышишь хлопки в системе? Это регистры кипеть начали. Открывай скорее батареи, гони воду, охлаждай регистры. И готовь веник березовый, потому что в гостиной твоей теперь можно начинать париться.

Это почему так? А потому, что у тебя теплоаккумулятора водяного нет. Водяной теплоаккумулятор – это как бы дополнение для кирпичного теплоаккумулятора, способного придержать в себе значительное количество тепла. Это тепло (Внимание! ) еще долгое время продолжает отдавать котел после того, как закрыта труба и топка закончена.

В его внутренностях один топливник только нагрет до 500 градусов и выше, представляешь? Пусть это всего лишь сотня кирпичей, но при таких температурах только топливник накопил в себе до 25 кВт. А еще остальной массив, в котором не менее 2000 кирпичей. Сложно, конечно, все просчитывать до точностей, но по практике своей скажу так: большой емкости водяного аккумулятора при кирпичном котле не требуется.

А сколько требуется? Есть до двух десятков статей. которые помогут тебе окончательно разобраться, что такое теплоаккумулятор и с чем его едят. Читай, считай, думай:)

Расчет теплоаккумулятора для отопления

Современная система отопления должна не только поддерживать комфортный уровень температуры во время работы котла, но и после этого. Снижение температуры теплоносителя в трубах происходит относительно быстро, поэтому необходимо установить дополнительные устройства. Лучше всего себя в этом плане зарекомендовала система отопления с теплоаккумулятором своими руками: схема, расчет, подключение которой можно сделать практически для любого автономного комплекса.

Теплоаккумулятор представляет собой большую емкость, заполненную водой. Она нагревается от системы отопления прямым или косвенным образом. В результате этого температура воды повышается до максимального значения. Когда перестает работать котел происходит обратный процесс — энергия от нагретой воды передается теплоносителю.

Для выполнения этой задачи подключение к системе отопления теплоаккумулятора должно выполняться на максимально близком расстоянии от выходного патрубка котла. Кроме этого предъявляются следующие требования к конструкции:

  • Правильно рассчитать объем. Он напрямую зависит от площади отапливаемого помещения;
  • Теплоизоляция стенок. Это необходимо для уменьшения тепловых потерь, чтобы обеспечить максимальную теплоемкость;
  • Возможность дополнительной функции горячего водоснабжения (ГВС).

Подобная система отопления с теплоаккумулятором может обеспечить уменьшение расхода топлива до 30%.

Важно. Значительно повышается уровень комфорта, выражающийся в поддержании оптимальной температуры долгое время даже при неработающем котле.

Однако перед планированием изготовления и установки теплоаккумулятора следует учитывать такие негативные факторы:

  • Уменьшение КПД. Так как часть энергии от теплоносителя будет расходоваться на нагрев воды, то температура в радиаторах будет ниже, чем без теплоаккумулятора;
  • Эффективный самодельный теплоаккумулятор отопления актуально устанавливать только для систем с высоким температурным режимом работы – от 80/60. В противном случае потери тепла за счет нагрева воды значительно уменьшат степень нагрева воздуха в комнатах;
  • Большой объем емкости. Для аккумулирования достаточной энергии следует выбирать теплоаккумуляторы большой вместительности. Только так их работа будет по-настоящему эффективной.

Перед самостоятельным изготовлением необходимо сначала определиться с оптимальной конструкцией.

В качестве основы для самодельного теплоаккумулятора отопления можно рассмотреть стандартную заводскую модель. Она представляет собой емкость с несколькими патрубками для подключения. Внутри находится трубопровод в виде спирали, по которому протекает теплоноситель. Материал изготовления трубы — медь или оцинкованная сталь.

Внимание. Для повышения эффективности работы в конструкции предусмотрен дополнительный нагревающий элемент – электрический ТЭН.

Он служит в качестве альтернативного источника тепловой энергии для поддержания температуры воды в емкости на нужном уровне. Особо следует обратить внимание на конструкцию, а в частности — на обеспечение максимальной теплоизоляции. Она состоит из двух стенок, между которыми располагается слой утеплителя. Чаще всего это базальтовая вата. В результате подобный теплоаккумулятор для котлов отопления имеет следующие положительные качества.

  • Равномерный нагрев воды по общему объему;
  • Возможность функционирования систем отопления с помощью ТЭНа даже при не работающем котле;
  • Минимальные тепловые потери от стенок корпуса.

Однако стоимость такой конструкции высока, а ее самостоятельное изготовление проблематично из-за сложности. Поэтому чаще всего применяется другая схема отопления с теплоаккумулятором.

В данном случае конструкция представляет собой емкость, в которой устанавливается спиральная труба отопления. Она имеет четыре патрубка для прямой и обратной трубы — входящие и выходящие. Ее изготовление намного проще, чем для вышеописанной модели. Для этого достаточно сварить емкость и сделать в ней соответствующие патрубки.

Важно. Если у системы отопления с теплоаккумулятором своими руками по схеме и расчету не предусмотрено подключение дополнительных источников забора энергии – по этому вопросу нужно проконсультироваться у специалистов.

Одним из преимуществ этой конструкции является небольшая трудоемкость работ. Но она менее эффективна, что сказывается на времени остывания воды. Ее можно модернизировать — установить электрический ТЭН. Подобная система отопления с небольшим теплоаккумулятором будет работать даже без котла. Но в этом случае значительно повысятся затраты электроэнергии. Пользоваться системой ГВС не рекомендуется, так как снижение КПД установки будет велико.

Главным техническим параметром теплоаккумулятора является его полезный объем. От этого зависит количество тепловой энергии, способной аккумулироваться в воде. Правильный расчет теплоаккумулятора для отопления начинается с анализа помещения. Сначала определяется его площадь, исходя из чего рассчитывается минимальное значение мощности, необходимое для обогрева всех комнат в течение одного часа. Делается это с помощью следующей формулы.

Для помещения площадью 90 м² необходимо в час вырабатывать 9 кВт энергии. Далее следует рассчитать количество запасенной энергии в теплоаккумуляторе для отопления на 1 м³ воды. Этот показатель зависит от ее температуры. Чтобы избежать долгих вычислений в таблице показаны данные для различных значений отдачи энергии от теплоносителя воде в емкости.

Ссылка на основную публикацию