Väčšina moderných vykurovacích systémov má počiatočnú chybu, ktorá znemožňuje efektívne zorganizovať vykurovanie pomocou dávkového vykurovacieho kotla. Problém nie je v zásade spaľovania paliva, hoci tam nie je všetko hladké, ale pri organizovaní prenosu tepla zo zdroja tepla – prednej časti spaľovania pevného paliva do vzdušného priestoru obývacích izieb v dome alebo byte. Tepelné akumulátory sú navrhnuté tak, aby kompenzovali straty spôsobené pravidelnou prevádzkou kotla. Aby bolo presnejšie povedané, pre každý bojler na vsádzkové vykurovanie je potrebný akumulátor tepla.
Prístroj, hrdo nazývaný akumulátor tepla pre vykurovacie kotly, je nádrž so značnou kapacitou, dosahujúcou v niektorých prípadoch až 10 ton vody, so systémom vnútorných výmenníkov tepla. Čo by malo dať použitie tepelného akumulátora:
- Bezpečné hromadenie prebytočného tepla generovaného kotlom vo vodnom prúde chladiacej kvapaliny;
- Predĺžiť trvanie cyklu zahrievania a chladenia v kotolni, a tým zjednodušiť jeho údržbu, čím sa zbaví povinnosti spustiť ho v noci alebo v nevhodnom čase;
- Zvýšenie efektivity práce a zvýšenie zdrojov vykurovacích kotlov.
Okrem kotlov na tuhé palivo je potrebné, aby systémy pre elektrické vykurovacie kotly potrebovali aj akumulátory tepla. V takom prípade je použitie tepelného akumulátora diktované umelou voľbou v prospech periodického vykurovania a iba v noci, keď je možné použiť výhodnejšiu preferenčnú sadzbu..
Dizajn moderných vykurovacích kotlov v záujme výrobcu je čo najviac optimalizovaný z hľadiska nákladov a výrobných nákladov. Moderný vykurovací kotol je vyrobený z oceľového plechu s minimálnymi nákladmi na vzácnu a drahú meď a nikel a pracuje v režime kachlí «brušné kachle».
V jeho prístroji nie je ani náznak tepelného akumulátora. Takýto vykurovací kotol v zásade nie je schopný akumulovať tepelnú energiu. Porovnajte moderný kotol na pelety alebo uhlie so starými ťažkými konštrukciami liatinových vykurovacích kotlov, a ešte lepšie, s inštaláciou obyčajných vidieckych kamenných kachlí. V druhom prípade sú funkcie tepelného akumulátora najúčinnejšie vykonávané murivom, ktoré priamo absorbuje teplo z plameňa a rovnomerne prenáša do vzduchu v miestnosti po dobu 10-12 hodín.
Preto je moderný vykurovací kotol neúčinný bez tepelného akumulátora. Jednotka na tuhé palivo bude v prevádzke nevyhnutná a nebude fungovať bez viac tonových tepelných akumulátorov, ak sa v jej zariadení objaví systém automatického plnenia paliva do pece a následného čistenia popola.
Ako funguje akumulátor tepla ↑
Účelom tepelného akumulátora je poskytnúť dodatočnú tepelnú energiu do vykurovacieho okruhu vody potom, čo vykurovací kotol zníži alebo zastaví výrobu tepla. V obrovskej nádrži je veľké množstvo vriacej vody pod tlakom asi 3 atm. Týmto sa do telesa nádrže spájkuje tepelný výmenník «Stiahnuť ▼» teplo do batérie a spätný výber do vykurovacieho systému. V nádrži je často zabudovaný ďalší výmenník tepla, aby sa získala teplá voda pre potreby kuchyne a kúpeľne.
Princíp zmiešavania tokov rôznych teplôt ↑
Ak chcete miestnosť rýchlo zohriať, tepelný akumulátor pomocou trojcestného ventilu sa vypne z pohybu zohriatej chladiacej kvapaliny. Až po zahriatí prietoku vody v potrubiach nad 60oC, k okruhu je pripojená voda zo zásobníka tepla. A zatiaľ čo kotol pracuje, teplo prechádza dvoma smermi: do pohonu a do vykurovacích telies.
V podobnom princípe sú určité pozitívne aspekty:
- Rýchle zahriatie obývacej izby a až potom je prebytočné teplo odvádzané do tepelného akumulátora;
- Princíp miešania umožňuje efektívny prenos tepla;
- Zásobovanie vodou v tepelnom akumulátore je strategickou rezervou pre kotol, čím bráni jeho možnému vyhoreniu v prípade narušenia cirkulácie vody v teplárni..
V ideálnom prípade by voda, ktorá cirkuluje v horúcom tepelnom výmenníku vykurovacieho kotla, nemala byť zmiešaná s chladivom prúdiacim v celom vykurovacom systéme. Preto v tepelných akumulátoroch často používajú inú schému – s hydraulickou izoláciou a separáciou prietoku.
Systém s hydraulickou izoláciou nosičov tepla ↑
V tejto schéme zohráva tepelný akumulátor úlohu jedného z prvkov okruhu dodávky tepla, nemôže byť vylúčený z toku. V tepelnom akumulátore je v skutočnosti konštantný prenos tepla z uvoľňovaného «horúco» obrys vykurovacieho kotla a zvyšková hmota vody alebo chladiacej kvapaliny cirkulujúcej vo vykurovacom systéme.
Čo to dáva:
- Vysoko zaťažený výmenník tepla vykurovacieho kotla vyžaduje použitie špeciálnej vody očistenej od nečistôt a kyslíka. Iba takáto voda zaručuje dlhú životnosť rúr a tesnení výmenníka tepla. Zásoba potrebného množstva upravenej vody je uložená v prídavnom kotli.
- Prostredníctvom špeciálnej schémy ohriatej vody zo zásobníka tepla je možné ľahko regulovať teplotu zvolenej tekutiny, čo zjednodušuje systém riadenia vykurovania.
Nevýhody zahŕňajú potrebu ďalších zariadení – dve čerpadlá: cirkuláciu chladiacej kvapaliny a systémy dodávky energie. Na zálohovanie niekedy používajte niekoľko zariadení – menič napätia a elektrickú batériu pre vykurovací kotol. Inak môže výpadok prúdu viesť k vážnej nehode v primárnom okruhu..
Zložitejšia a vylepšená schéma zahŕňa použitie dvoch samostatných výmenníkov tepla kombinovaných v jednom puzdre tepelného akumulátora. Toto je racionálnejší spôsob organizácie prevádzky tepelného akumulátora s vysokým stupňom redundancie. Môže byť odporúčaný pre tých, ktorí si chcú vyrobiť tepelný akumulátor pre vykurovací kotol vlastnými rukami.
Vybudovanie vlastného akumulátora tepla ↑
Ak chcete vytvoriť zariadenie na akumuláciu tepla, musíte určiť tepelnú kapacitu batérie. Existuje určitá technika na zostavenie akumulačného systému. Množstvo vody v batérii sa odoberá na základe 30 – 40 litrov kvapaliny na každých 1 000 W tepelného výkonu kotla. V tomto prípade pre dom na 100m2 vyhrievaná oblasť bude vyžadovať objem 350 – 400 litrov. Najlepším riešením by bolo použitie hotovej nádrže na kotol so snímačmi hladiny vody, tlaku a teploty.
Ak je ako pracovná schéma zvolený zmiešavací systém, funguje správne aj pri absencii špeciálnych čerpadiel, bude treba do vykurovacieho okruhu nainštalovať ďalší trojpolohový ventilový blok..
Jednoduchšie obvody budú vyžadovať, aby bol v nádrži namontovaný jeden alebo dva výmenníky tepla ↑
Je lepšie použiť výmenník tepla vyrobený z rovnakého materiálu ako nádrž. To zaručuje normálnu kvalitu zvaru pri inštalácii výmenníka tepla. Okrem toho je v dutine tepelného akumulátora lepšie použiť anódovú ochranu pomocou horčíkových elektród, podobne ako elektrické horúcovodné kotly. Vonkajšie steny nádrže – tepelný akumulátor izolujú izolačné rohože alebo minerálnu vlnu.
Sľubné možnosti pre akumulátory tepla ↑
Jedným zo zaujímavých riešení boli malé batérie, ktoré namiesto vody používajú taviteľné parafíny alebo silikónové oleje. Vďaka výrazne vyššej tepelnej kapacite bolo možné používať bezpečné malé skladovacie systémy pre elektrické kotly bytových vykurovacích systémov. Namiesto 300 litrovej ťažkej nádrže sa plánuje použitie dvojdielnej batérie s celkovým objemom 50 l chladiva s tepelnou rezervou 15 kWh..
