Баки систем отопления и горячего водоснабжения

Применение мембранных баков в инженерных системах

Мембранные расширительные баки (экспанзоматы) предназначены для компенсации изменения объема теплоносителя в системе отопления при его нагревании–охлаждении, а также для поддержания постоянного давления в системе горячего и холодного водоснабжения.

Конструкция расширительных баков

Экспанзомат представляет собой шарообразную или цилиндрическую стальную емкость, разделенную на две части эластичной мембраной: в одной части находится воздух или газ под давлением, другая – заполняется жидкостью.

Корпус бака, как правило, изготавливается из легированной коррозионно-стойкой листовой стали с лакокрасочным покрытием с наружной стороны. Реже встречаются экспанзоматы с корпусом из нержавеющей стали. Данные баки не получили широкого распростра-нения ввиду высокой стоимости.

Принцип работы расширительного бака состоит в том, что при повышении температуры жидкости (повышении давления) избыток объема жидкости направляется в бак, растягивая мембрану и повышая давление в воздушной полости. При остывании жидкости (снижении давления) мембрана сокращается, выталкивая жидкость в систему. Это позволяет избегать возникновения избыточного давления при разогреве теплоносителя в системе отопления, а также гасить гидроудары в системе холодного и горячего водоснабжения, для которых характерны частые скачки давления при открытии/закрытии водоразборных кранов (включении/отключении насоса).

Основные технические характеристики баков:

  • объем, л;
  • орабочая температура, °C;
  • определьная температура, °C/мин;
  • орабочее давление, МПа;
  • околичество циклов расширения–сокращения мембраны;
  • огарантийный срок от сквозной коррозии корпуса бака;
  • определьная концентрация этиленгликоля в теплоносителе, %.

Расширительные баки подразделяются:

  • по конструкции:
    а) фланцевые, со сменной мембраной,
    б) диафрагменные, со стационарной мембраной (рис. 1).

Диафрагменный расширительный бак со стационарной мембраной

В последнее время наибольшее распространение получили фланцевые баки со сменной мембраной как более универсальные и простые в эксплуатации, так как их конструкция позволяет заменить поврежденную мембрану, сохранив корпус бака, что немаловажно для баков большого объема.

Диафрагменные баки в основном применяются в системах небольшого объема ввиду дешевизны и меньших габаритов;

  • по способу установки:
    а) вертикального исполнения для настенного монтажа с рабочим патрубком, расположенным сверху. Данное исполнение характерно для баков небольшого объема (5–50 л),
    б) вертикального исполнения для напольного монтажа с рабочим патрубком, расположенным снизу. Данное исполнение характерно для баков большого объема (50 л и более),
    в) горизонтального исполнения для баков большого объема, устанавливаемых в помещениях с ограниченной высотой;
  • по назначению:
    а) для закрытых систем отопления,
    б) для систем горячего водоснабжения,
    в) для систем холодного водоснабжения (гидроаккумуляторы),
    г) для систем холодоснабжения.

В закрытых системах отопления могут применяться как диафрагменные, так и фланцевые баки с мембраной из бутилкаучука. Данный материал обладает улучшенными характеристиками по сопротивлению высокой температуре и давлению: температура – до 120 °C, давление – до 16 МПа.

В системах горячего водоснабжения применяются баки фланцевого типа с мембраной, выполненной из пищевой резины, предотвращающей контакт питьевой воды с металлом и изменение ее качественных характеристик.

В гидроаккумуляторах для холодного водоснабжения применяются фланцевые баки с мембраной из пищевой резины с улучшенными характеристиками эластичности для более полного гашения гидравлических ударов и поддержания стабильного давления в системе водоснабжения.

Мембранные баки в нормативных документах

Согласно СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*» водонапорные и гидропневматические баки питьевой воды, а также баки-аккумуляторы надлежит изготовлять из металла с наружной и внутренней антикоррозионной защитой. При этом для внутренней антикоррозионной защиты следует применять материалы, прошедшие санитарно-эпидемиологическую экспертизу и имеющие соответствующее разрешение. Для баков-аккумуляторов систем горячего водоснабжения тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету.

Гидропневматические баки должны быть оборудованы подающей, отводящей и спускной трубами, а также предохранительными клапанами, манометром, датчиками уровня и устройствами для пополнения и регулирования запаса воздуха.

Бак для закрытых систем отопления

Гидропневматические баки надлежит устанавливать в помещениях, где расстояние от верха баков до перекрытия и между баками и до стен не менее 0,6 м.

Согласно СП 41-101–95 «Проектирование тепловых пунктов» расширительные баки должны быть цилиндрической формы; для баков с внутренним диаметром корпуса до 500 мм должны приниматься плоские приварные или эллиптические днища, а при диаметре более 500 мм – эллиптические. Расширительные баки должны быть оборудованы предохранительными клапанами.

Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10 %, а при расчетном давлении до 0,5 МПа не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

В своде правил СП 31-106–2002 «Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов» для компенсации температурных расширений теплоносителя в независимых системах отопления следует предусматривать расширительные баки.

В системе водяного отопления с искусственным побуждением циркуляции теплоносителя могут использоваться открытые или закрытые расширительные баки, располагаемые в помещении теплогенератора. Рекомендуется применять расширительные баки диафрагменного типа с тепловой изоляцией.

Требуемая вместимость бака устанавливается в зависимости от объема теплоносителя в системе отопления.

В СП 41-104–2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения» указано, что для приема излишков воды в системе при ее нагревании и для подпитки системы отопления при наличии утечек в автономных котельных рекомендуется предусматривать расширительные баки диафрагменного типа для системы отопления и вентиляции и для системы котла (первичного контура).

Следует учитывать, что в системе теплоснабжения не допускается применять металлополимерные трубы для расширительного, предохранительного, переливного, сигнального трубопроводов согласно СП 41-102–98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб».

Подбор расширительных баков для систем отопления

Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:

  • объем системы – Q, л;
  • гидростатическое давление системы – Pст, кПа;
  • давление срабатывания предохранительного клапана – Pпр, кПа;
  • коэффициент теплового расширения теплоносителя – b.

Расчет производится по формуле:

Расчет бака для системы ГВС производится аналогично.

Подбор гидроаккумулятора для системы ХВС

Для подбора бака необходимо знать следующие параметры системы:

  • средний расход насоса – Q, м 3 /ч;
  • рекомендуемую частоту включения насоса – n, 1/ч.

Расчет производится формуле:

Особенности монтажа расширительных баков

Баки для закрытых систем отопления. Баки, как правило, следует устанавливать на обратной магистрали отопления, на всасывающей линии циркуляционного насоса.

Бак, в обязательном порядке, оборудуется (рис. 2):

  • запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
  • группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.

В случае, если температура в обратной магистрали отопления может превышать 70 °C, необходимо предусмотреть установку промежуточной емкости для предварительного охлаждения теплоносителя.

Также важно помнить, что диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее диаметра присоединительного патрубка расширительного бака.

Если в системе отопления применяется теплоноситель на основе раствора этилен- или пропиленгликоля, то потребуется расширительный бак увеличенного объема из-за большего коэффициента расширения таких растворов.

Установка расширительного бака в системе горячего водоснабжения: 1 – расширительный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насос; 4 – фильтр; 5 – обратный клапан; 6 – запорный кран

Баки для систем горячего водоснабжения. Такие баки, как правило, следует устанавливать на циркуляционной магистрали, на всасывающей линии циркуляционного насоса в непосредственной близости от источника тепла (бойлер, теплообменник). Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 3):

  • запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
  • группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Баки для систем холодного водоснабжения. Данные баки, как правило, следует устанавливать в нижней точке системы холодного водоснабжения. Бак в обязательном порядке оборудуется (рис. 4):

  • запорным краном с пломбировочным устройством, предотвращающим случайное перекрытие;
  • группой безопасности, состоящей из манометра, воздухоотводчика и предохранительного клапана;
  • обратным клапаном.

При регулировке давления в газовой полости следует учитывать, что для предотвращения коррозии внутренней поверхности корпуса бака, на заводе газовая полость заполняется инертным газом, как правило, осушенным азотом. Соответственно, при необходимости повышения давления в газовой полости или при заполнении газовой полости после замены мембраны рекомендуется использовать технический азот. Это позволит избежать окисления неокрашенной стенки бака с влагой атмосферного воздуха и кислородом.

Вариант установки расширительного бака: 1 – манометр; 2 – обратный клапан; 3 – шахта, колодец с водой; 4 – регулирующий вентиль; 5 – шкаф управления; 6 – мембранный расширительный бак для водоснабжения; 7 – манометр; 8 – предохранительный клапан; 9 – подача воды к оборудованию; 10 – вертикальный многоступенчатый насос

Наиболее распространенные неисправности баков

  1. Разрыв мембраны. Основными признаками являются: срабатывание предохранительного клапана из-за превышения допустимого давления при расширении теплоносителя; появление резких скачков давления в системе горячего и холодного водоснабжения, частые включения–отключения скважинного насоса в системе холодного водоснабжения; поступление воды из золотника воздушного ниппеля. Следует заменить мембрану, если бак фланцевого типа или бак целиком, если он диафрагменный.
  2. Отсутствие наполнения бака водой. Следует проверить давление в воздушной камере. Оно не должно превышать значений, указанных в паспорте бака для расчетного давления в системе.
  3. Течь в корпусе бака. Необходима замена бака.

Сервисное обслуживание расширительных баков

Как правило, обслуживание расширительных баков заключается в следующем:

  1. Проверка давления в воздушной части мембраны.
  2. Проверка контрольно-измерительных приборов группы безопасности (манометра, предохранительного клапана, воздухоотводчика).
  3. Проверка запорной арматуры.
  4. Внешний осмотр корпуса бака на предмет коррозии.

Источник: www.abok.ru

Расширительные баки, гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.

В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.

Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.

Предназначение

  • Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
  • Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.


Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.

  • Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
  • Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.

Как различать

На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.

На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:

  • Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
  • расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.

Как работают схемы аккумуляции воды

Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.

При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.

Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.

Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.

На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.

Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак

Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.

Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.

Как подобрать объем прибора для отопления

Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.

Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:

Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.

Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.

Какое предварительно давление нужно задать

На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.

Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :

  • В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
  • В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
  • В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.

Как устанавливается

Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.

Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.

А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.

На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.

Источник: teplodom1.ru

Устройство бака-аккумулятора в системе отопления

Бак-аккумулятор — емкость, предназначенная для накопления избыточного тепла и его дальнейшего использования во время остановки работы котлового оборудования. Агрегат используется в схемах с твердотопливным котлом. Реже его применяют с другими источниками энергии: тепловыми насосами, солнечными коллекторами и электрическими нагревателями. Это устройство также называют теплоаккумулятором, буферной емкостью или накопителем.

Аккумулирующие баки для отопления представляют собой цилиндрические или квадратные емкости с патрубками, врезанными в корпус. Их количество зависит от числа подключенных контуров и приборов отопления.

Объем емкости зависит от площади отапливаемого помещения и находится в диапазоне от 200 до 3 тыс. м³. Для сохранения тепла между баком и внешней обшивкой находится теплоизоляционный материал толщиной от 5 до 10 см. В зависимости от конструкции внутри бака находятся следующие элементы:

  • один либо несколько теплообменников;
  • трубчатый электрический нагреватель;
  • магниевый анод.

Теплообменники применяются в двухконтурных системах. В устройстве бака-аккумулятора горячей воды эти элементы представляют собой змеевики из медных труб. Электрические нагреватели помогают поддерживать температуру теплоносителя, если котел кратковременно вышел из строя.

В обычной системе теплоноситель нагревается в твердотопливном котле и поступает по трубопроводам к радиаторам. В приборах он остывает и по обратной линии возвращается в обогреватель.

Когда котел прогорит, то теплоноситель тоже остынет, до следующей закладки топлива. Температура воздуха в этот период снизится. В системе отопления с аккумуляторной емкостью процесс проходит немного иначе. После розжига котла и выхода его на полную мощность, теплоноситель циркулирует по малому контуру между обогревателем и баком.

Буферный бак-аккумулятор для отопления постепенно наполняется горячей водой. Когда вся емкость будет заполнена, циркуляционный насос начнет перекачивать теплоноситель в систему отопления. В этот момент котел полностью прогорит, и пока будет осуществляться новая закладка топлива, система отопления будет обогреваться за счет аккумуляторной емкости. Такая схема позволяет поддерживать в помещении постоянную температуру воздуха.

Система отопления с таким устройством способна обогревать помещения более длительный срок, даже если полностью отключен источник тепла. Осуществляется эффективная защита водяного контура котла от закипания и разрушения. Объясняется это тем, что при резком повышении температуры теплоносителя аккумуляторный бак всю нагрузку возьмет на себя, тем самым осуществит защиту котла. Существует блокировка от поступления охлажденного теплоносителя по обратной линии трубопроводов в разогретый теплообменник, если циркуляционный насос выйдет из строя.

В отопительных системах с несколькими контурами аккумулирующее устройство выполняет задачи гидравлического распределителя тепловой энергии, что позволяет разводкам работать независимо друг от друга. Такое свойство помогает значительно снизить расход топлива и тепловой энергии. Существует и несколько недостатков у этой конструкции: высокая стоимость монтажных работ, повышенные требования к размещению оборудования.

Аккумуляторный бак для системы отопления выбирается по следующим параметрам: материал корпуса, вместимость, мощность агрегата, давление жидкости в контуре. Прежде чем выбрать подходящую модель, следует провести расчет накопительной емкости и узнать необходимый ее объем. К популярным относятся следующие модели:

  1. 1. PROFBAK — бак и все соединяющие детали выполнены из нержавеющей стали AISI 304. Встроен никелированный нагревательный элемент мощностью до 45 кВт. По индивидуальному заказу производитель может установить змеевик для нагрева горячей воды. Емкость выполняет роль как температурного, так и гидравлического распределителя. Выпускаются емкости объемом от 120 до 500 л.
  2. 2. SunSystem P 300 — буферная емкость на 300 л, выпускаемая производителями из Болгарии. Применяется с котловым оборудованием мощностью от 6 до 10 кВт. Конструкция не обладает теплообменником, но есть место для подключения трубчатого электрического нагревателя.
  3. 3. Austria Email PSR 500 — аккумулирующая емкость на 500 л с одним теплообменником. Напольный агрегат рассчитан на давление в системе отопления не более 3 атм. Конструкция выпускается без теплоизоляции, которую приобретают и устанавливают самостоятельно.
  4. 4. Reflex PFH-500 — представляет собой накопительный бак с заменяемой мембраной. Используется этот агрегат в закрытых системах отопления с горячим водоснабжением. Корпус изготовлен из высококачественного полимерного материала. Общий вес агрегата составляет всего 79 кг.
  5. 5. DRAZICE NADO 750/160V1 — баки бывают двух видов: с фланцем или патрубком. Аккумуляторы выпускаются чешскими производителями и из-за небольшой стоимости пользуются большим спросом. Накопитель представляет собой емкость объемом на 305 л.

Стоит также обратить внимание на такие модели: Прометей 500, Hajdu AQ PT 750, NAD 1000 v2 и другие.

Бак-аккумулятор всегда подключается параллельно относительно котлового оборудования. Трубопроводами соответствующего диаметра проводят соединение его с источником тепла и отопительными приборами. В обвязке участвуют следующие элементы:

  • трехходовый клапан;
  • подкачивающий насос, который располагают на обратной линии между обогревателем и аккумулирующей емкостью;
  • группа безопасности;
  • теплообменник для горячего водоснабжения;
  • трехходовый вентиль;
  • циркуляционный насос, который устанавливают между баком и батареей.

Готовится ровное место для установки накопителя. Если это емкость большого объема, то лучше подготовить бетонную площадку. Когда все будет готово, с помощью строительного уровня выставляется аккумуляторный бак. Верхние патрубки должны быть выше уровня приборов отопления, что обеспечит естественную циркуляцию теплоносителя на случай выхода из строя насоса.

Подсоединяют подающий трубопровод от источника тепла к верхнему патрубку, с противоположной стороны емкости — к ближайшему радиатору. В подающий трубопровод от котла к накопителю устанавливается группа безопасности, в которую входят:

  • манометр;
  • предохранительный клапан;
  • вентиль для сброса воздуха.

Устанавливается трехходовый клапан, который предохранит котловое оборудование от образования конденсата. Перед клапаном подсоединяется циркуляционный насос для подачи горячего теплоносителя в накопитель.

Нижний патрубок емкости соединяется с обратной линией системы отопления, а с другой стороны — с входом в котел. Если бак обладает лишними патрубками для соединения будущих контуров отопления, то на них устанавливаются временные заглушки. Последним действием подключается электрооборудование к электрической сети.

После установки проводится тестовая проверка работоспособности системы, при которой желательно присутствие специалистов. Они помогут правильно отрегулировать элементы конструкции и проверить их функциональность.

Источник: oventilyacii.ru

НЕЧАЯННАЯ РАДОСТЬ

Если вашему дому (производству, магазину, складу) не посчастливилось быть подключенным к централизованному горячему водоснабжению, то есть масса способов справиться с этим неудобством. Водонагреватели проточные, накопительные, косвенные, электрические и газовые – на рынке всегда найдется подходящий вариант и мы уже не мало материалов посвятили теме выбора способа приготовления горячей воды для бытовых нужд. Сегодня в центре нашего внимания способ для «продвинутых» пользователей– обеспечение ГВС при помощи теплоаккумулятора.

Бак или змеевик

Конечно, основное предназначение теплоаккумулятора в другом: накапливать тепло, чтобы максимально эффективно использовать имеющийся источник тепла. Но продвинутые умы решили, что этого недостаточно, и с бочки, наполненной горячим теплоносителем, можно получить дополнительный бонус. Так в теплонакопителе помимо основного бака появился бак для приготовления горячей воды. В бак для ГВС, который расположен внутри основной емкости с горячим теплоносителем, подается холодная бытовая вода, которая нагревается за счет температуры теплоносителя нагревается. В ассортиментном ряду ЭВАН теплонакопители с баком для ГВС представлены теплонакопителем BUZ. В моделях BUZ …-92 в бак ГВС подведен ещё и змеевик, что позволяет нагревать бытовую воду не только за счет энергии теплоносителя в баке, но и за счет подключения дополнительного источника энергии. Наиболее распространенное использование такого решения – подключение к змеевику бака ГВС солнечного коллектора. Однако, на усмотрение владельца, источник может быть любым.

Теплоаккумулятор с функцией ГВС, реализованной по принципу «бак в баке», не единственное возможное решение. «ЭВАН» предлагает приборы, где для приготовления горячей воды используются змеевики. В змеевик ГВС, расположенный внутри бака аккумулятора, подается холодная бытовая вода, которая, проходя по змеевику, также нагревается за счет саккумулированного в баке горячего теплоносителя. Оборудованные змеевиками ГВС теплонакопители могут вырабатывать горячую воду в режиме проточного водонагревателя. По такому принципу сконструированы теплонакопители OVALI, GTV и GTV Teknik. Производительность змеевиков варьируется от 20 до 150 литров в минуту. Под заказ можно установить змеевики разной мощности в разные модели. Чтобы обеспечить высокую мощность и скорость нагрева, модели OVALI и GTV Teknik оборудованы двумя змеевиками, которые могут соединяться последовательно – первый, так называемый змеевик преднагрева, расположен в нижней части бака. Второй – в верхней.

У любого способа водонагрева есть свои плюсы и минусы. Посмотрим, чего больше при приготовлении горячей воды при помощи теплонакопителя.

Первый и на наш взгляд единственный минус заключается в ограниченной температурной дельте, на которую можно нагреть в оду. Дельта эта обычно не превышает45°С, то есть, получить кипяток не получится. Это является некоторым ограничением, особенно если речь идет о приготовлении горячей воды для техпроцессов, где требуются высокие температурные параметры. В большинстве же случаев, в частности, для бытового использования, температуры получаемой горячей воды – 40-60°С — вполне достаточно.

Преимущество, как ни удивительно, тоже в дельте! Но другой – в разнице между температурой теплоносителя в баке и бытовой воды в змеевике. Она, эта дельта, практически постоянна, и, следовательно, постоянна мощность и производительность змеевика (при условии дозарядки бака необходимой мощностью от внешнего источника тепла). Для сравнения в косвенных водонагревателях картина совсем иная. Там конструктивно всё наоборот: в змеевике — теплоноситель, в баке — бытовая вода. Когда в баке вода холодная, разница температур воды и теплоносителя большая, нагрев происходит быстро и с высокой мощностью. Но по мере роста температуры воды в баке, мощность нагрева снижается в разы. Подробно мы писали об этом в предыдущем номере нашего журнала. Так вот, теплонакопитель со змеевиком ГВС этого недостатка лишен. Его мощность и производительность стабильна, и для ряда проектов это предпочтительно.

В обход ограничений

Но основное преимущество приготовления горячей воды теплонакопителем со змеевиком ГВС состоит в гибкости этого решения. Увы, действительность такова, что выбирать прибор для ГВС зачастую приходится при наличии каких-либо ограничений. Например, для работы проточного электроводонагревателя нужна большая электрическая мощность, которая не всегда имеется на объекте. Накопительные водонагреватели требуют наличия достаточного места, а мощность установленных в них ТЭНов чаще всего невелика. С одной стороны это помогает обойти имеющиеся ограничения по мощности, но с другой, снижается скорость нагрева.

Линейка теплонакопителей со змеевиками ГВС позволяет сделать выбор с учетом существующих ограничений. Например, если имеющейся мощности недостаточно, то компенсировать это можно, установив теплонакопитель большого объема. За счет большого количества саккумулированной энергии можно получить большой объем горячей воды. И наоборот, если мощности достаточно, то можно работать с аккумулятором маленькой емкости, не теряя при этом в производительности ГВС.

Нагляднее всего это проиллюстрирует расчет. Для упрощения примем, что теплонакопитель работает только на приготовление ГВС.

Если мы хотим нагреть холодную бытовую воды до 40С, то 500-литровый бак, наполненный теплоносителем температурой 80С, способен передать для нагрева воды количество энергии, определяемой по формуле

Q=m*c*ΔT=500*0,001163*(80-40)=23,26 кВт•ч , где

m – масса воды; в нашем примере m=500 кг.

c –удельная теплоемкость воды; величина постоянная, с =0,001163

ΔT – разница температур; в данном случае, это разница между температурой теплоносителя и температурой, до которой мы хотим нагреть воду.

Если теплонакопитель оснащен змеевиком производительностью 25 л/мин, а холодная вода нагревается с 5 до 40 градусов, то по этой же формуле можно определить, какое количество энергии будет потреблять змеевик для нагрева воды в минуту.

Соответственно, без подзарядки теплонакопитель сможет выдавать 40-градусную воду в течение 23 минут (23,26/1,02), таким образом выработка ГВС составит 575 литров. После этого потребуется зарядка акуумулятора.

Понятно, что чем больше емкость теплонакопителя, то тем больше тепла он способен аккумулировать. Если же объем бака невелик, то понадобиться более частая подзарядка. Но зато при наличии достаточной мощности отопительного прибора в аккумулятор емкостью всего 500 литров можно установить змеевик, производительностью 100 литров в минуту и вырабатывать 6000 литров горячей воды в час. Отличная альтернатива мощным проточным водонагревателям.

В активе аккумуляторов есть ещё один плюс, присущий также и косвенникам – это энергетическая универсальность. Они могут работать с любым доступным источником тепла, а также допоснащаться ТЭНами. Причем, в случае с теплонакопителем ТЭН страхует не только систему ГВС, но и систему отопления. По сути, теплонакопитель с ТЭНом может заменить резервный электрокотел. ТЭНы аккумулятора, в отличие от накопительных и косвенных водонагревателей, находятся в теплоносителе, т.е. в более щадящей среде и, соответственно, служат дольше, чем ТЭНы водонагревателей, контактирующие с бытовой водой.

Змеевики, установленные в аккумуляторах ассортиментной линейки «ЭВАН», съемные, на фланце. Это позволяет их легко почистить (например раствором 1/10 обычной лимонной кислоты) и даже, при необходимости, заменить. Так как по ним течет обычная вода, порой достаточно жесткая, эта возможность очень важна и существенно продлевает срок службы прибора.

Лидер универсальности и многофункциональности– теплоаккумулятор GTV Teknik. Из всего модельного ряда теплонакопителей NIBE этот прибор выделяется своей способностью работать с большим количеством самых различных источников тепла, в том числе и энергосберегающих, таких как тепловые насосы и солнечные коллекторы. Возможность одновременного подключения до 3 источников тепла делает этот прибор особенно востребованным в гибридных системах отопления. Помимо этого GTV Teknik оснащен змеевиками ГВС, позволяющими производить до 25 литров горячей воды в минуту. А это по сути 2-3 одновременно работающих душа.

Хотите узнать больше — смотрите видеообзор устройства GTV Teknik на нашем канале YouTube-канале ЭВАН NIBE.

Источник: www.evan.ru

Схема отопления с твердотопливным котлом и баком теплоаккумулятором

Другие статьи на эту тему:

Преимущества системы отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью, в качестве аккумулятора тепла, описаны на предыдущей странице “Котел отопительный твердотопливный с аккумулятором тепла”.

Рассмотрим схему отопления с твердотопливным котлом и с аккумулятором тепла (буферной емкостью) на конкретном примере.

Схема подключения аккумулятора тепла — буферной емкости, к закрытой системе отопления с твердотопливным котлом приведенана рисунке:

1. Дымоход.
2. Группа безопасности котла — манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан.
3. Твердотопливный котел.
4. Накладной термостат. Выдает сигнал о начале и окончании горения топлива в котле. Переключает контакты при повышении температуры.
5. Аккумулятор тепла – буферный бак с водой. Поверхность бака покрыта теплоизоляцией. Внутри бака размещен теплообменник системы горячего водоснабжения, ГВС.
6. Блок насосно-смесительный. Включает в себя циркуляционный насос, несколько клапанов различного назначения и контрольные стрелочные термометры. Обеспечивает изменение режима циркуляции воды в контуре.
7. Расширительный бак системы отопления. Мембранный бак компенсирует тепловое расширение теплоносителя.
8. Клапан подпитки. Обеспечивает автоматическую подпитку системы отопления водой с заданным давлением и механическую фильтрацию.
9. Датчик уличной температуры.
10. Блок управления погодозависимой автоматики. Обеспечивает своевременное изменение температуры теплоносителя в системе отопления по погодным условиям. Позволяет снизить последствия инерционности системы отопления – перегрев или недогрев помещений при резких изменениях температуры наружного воздуха.
11. Комнатный регулятор. Программируемый регулятор позволяет хозяину задавать температуру в помещениях по дням недели и времени суток.
12. Циркуляционный насос. Обеспечивает циркуляцию теплоносителя в контуре отопления помещений.
13. Радиатор отопления.
14. Трехходовой смесительный клапан. Обеспечивает регулирование температуры теплоносителя и поддержание заданной температуры в помещениях.
15. Датчик температуры. Измеряет температуру воды в обратном трубопроводе контура отопления помещений.
16. Обратный клапан. Исключает паразитную циркуляцию воды в обратном направлении.
17. Циркуляционный насос ГВС. Обеспечивает постоянную циркуляцию воды в системе горячего водоснабжения, ГВС.

В системе отопления, представленной на рисунке, имеются три контура, по которым циркулирует вода.

Контур горячего водоснабжения (ГВС) состоит из теплообменника в баке аккумулятора тепла и циркуляционного насоса поз. 17. Теплообменник ГВС типа бак в баке — представляет собой накопительный бак горячей воды, расположенный внутри буферной емкости. Тепло буферной емкости через стенки бака передается воде в контуре системы ГВС.

Первичный (котловой) контур системы отопления включает в себя твердотопливный котел, поз.3, бак — аккумулятор тепла (поз.5) и насосно-смесительный блок (поз.6).

Вторичный (отопительный) контур системы отопления имеет в своем составе бак — аккумулятор тепла (поз.5), трехходовой смесительный клапан (поз.13), циркуляционный насос (поз.12), радиатор отопления (поз.13).

В данной системе теплоноситель первичного и вторичного контуров смешиваются в баке теплоаккумулятора.

Режим циркуляции теплоносителя в первичном контуре регулируется насосно-смесительным блоком (поз.6) и определяется температурой отходящих газов котла и температурой воды в обратном трубопроводе, по которому вода поступает в котел из бака аккумулятора тепла.

Режим защиты от низкотемпературной коррозии при растопки котла. При растопке котла, по сигналу датчика температуры (поз.4), запускается циркуляционный насос смесительного блока (поз.6). Клапаны блока направляют циркуляцию теплоносителя через блок по малому кругу, помимо бака теплоаккумулятора. Происходит быстрый нагрев теплоносителя и поверхностей котла, дымохода до рабочей температуры. Это ускорение способствует снижению количества конденсата, отложений сажи, смол, выделяемых из топлива, уменьшает коррозию и повышает КПД котла.

Режим нагрева теплоаккумулятора. По окончании растопки котла, когда температура циркулирующей по малому кругу воды повысится, клапаны смесительного блока начинают включать циркуляцию воды через бак теплоаккумулятора.

Подмешивание воды в обратном трубопроводе от бака теплоаккумулятора выполняется постепенно, так, чтобы температура воды подаваемой в котел не снижалась менее заданной величины (65 о С).

После прогрева воды на выходе из бака аккумулятора тепла до заданной температуры, подмес воды прекращается, и теплоноситель полностью циркулирует по большому кругу – через бак теплоаккумулятора.

Режим нагрева заканчивается после сгорания загруженного в котел топлива. По сигналу датчика температуры (поз.4) циркуляционный насос отключается. Клапаны смесительного блока переключают циркуляцию теплоносителя в первичном контуре отопления в режим защиты от перегрева.

Режим защиты от перегрева (кипения воды). В этот режим клапаны смесительного блока переключаются при любой остановке циркуляционного насоса, например, из-за прекращения электроснабжения. В этом режиме смесительный блок не создает препятствий для возникновения естественной циркуляции теплоносителя между котлом и баком теплоаккумулятора.

Режим циркуляции воды во вторичном контуре отопления регулируется трехходовым смесительным клапаном (поз.14) и задается погодным регулятором (поз.10). Смесительный клапан смешивает воду, забираемую из бака аккумулятора тепла, с охлажденной водой из системы радиаторов, тем самым регулируя температуру горячей воды, подаваемой в радиаторы.

Расположение оборудования котельной

Бак аккумулятора тепла необходимо располагать так, чтобы патрубок обратного трубопровода бака был чуть выше аналогичного патрубка котла. Такое расположение обеспечит естественную циркуляцию теплоносителя в контуре котла при остановке циркуляционного насоса.

Кроме того, для ускорения естественной циркуляции в котловом контуре, максимальная разность отметок по высоте прямой и обратной трубы должна быть не менее 3 метров, а внутренний диаметр этих труб не менее 1,5 дюйма.

Смесительный блок, поз.6, следует размещать ближе к баку — длина труб от смесительного блока до бака должна быть меньше, чем до котла.

Посмотрите видео, чтобы больше узнать о работе схемы отопления с твердотопливным котлом и аккумулятором тепла.

Рассмотренная в статье схема отопления с твердотопливным котлом и аккумулятором тепла может иметь множество модификаций.

Например, функции готового смесительного блока (поз.6) может выполнить схема из отдельных деталей – циркуляционного насоса, различных клапанов и датчиков.

В бак теплоаккумулятора часто встраивают электронагреватель, который является резервным источником тепла.

Электроэнергию удобно использовать:

  • в межсезонье;
  • для подогрева воды ночью, когда стоимость электроэнергии и нагрузка на сеть минимальны;
  • при длительных перерывах между топками котла.

Система отопления, представленная на рисунке, является закрытой. Из-за отсутствия соединения с атмосферой, теплоноситель в системе находится под давлением, выше атмосферного. Тепловое расширение воды при нагревании компенсируется мембранным баком, поз.7.

Расширительный мембранный бак должен иметь рабочий объем не менее 1/10 объема всей воды в системе отопления — в котле, буферной емкости, радиаторах, трубах.

Твердотопливный котел для работы в закрытой системе должен быть специального исполнения — рассчитан на работу при повышенном давлении.

Часто первичный контур системы отопления – котел и бак теплоаккумулятора, делают открытым (соединенным с атмосферой). Работа котла и бака под атмосферным давлением снижает требования к их изготовлению и удешевляет это дорогостоящее оборудование.

Однако, в малоэтажных домах, давление воды в самотечной (гравитационной) системе, как правило, не достаточно для нормального функционирования теплых полов и радиаторов.

Поэтому вторичный контур системы отопления — трехходовой смесительный клапан (поз.13), циркуляционный насос (поз.12), радиатор отопления (поз.13), делают закрытым, присоединяя его к теплообменнику, расположенному внутри бака аккумулятора тепла.

Схема отопления с буферным баком-аккумулятором тепла, и твердотопливным котлом

Рассмотрим еще одну схему отопления частного дома твердотопливным котлом, которую предлагает один из российских производителей буферных емкостей — аккумуляторов тепла. С подробным описанием конструкции буферного бака можно познакомиться здесь.

Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью — аккумулятором тепла (чтобы увеличить, кликните по картинке).
Система отопления открытая, работает под атмосферным давлением, но с принудительной циркуляцией теплоносителя в отопительных контурах.

На схеме:
1 — расширительный бак с поплавковым запорным клапаном;
2 — обратный клапан;
3 — запорный вентиль;
4 — ввод сети водопровода;
5 — котел твердотопливный;
6 — камин с водяной рубашкой;
7 — насос;
8 — фильтр;
9 — дифференциальный клапан (вертикально);
10 — буферная емкость;
11 — разбор горячей воды в доме;;
12 — предохранительный клапан;
13 — мембранный расширительный бак;
14 — редуктор давления;
15 — смесительный клапан 3-х ходовой;
16 — термостатический клапан;
17 — радиаторы отопительные;
18 — трубы теплого пола;

Эта схема отличается от первой, тем, что система отопления здесь открытая, работает под атмосферным давлением. Контур подогрева горячей воды находится под давлением сети водопровода.

Для зарядки аккумулятора теплом используются два источника — твердотопливный котел и камин с водяной рубашкой.

Недостаток схемы в том, что не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при растопке котла. В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения ускоряют коррозию металла, что сокращает срок службы котла.

Схема буферной емкости-аккумулятора тепла системы отопления, из нескольких баков

Некоторые умельцы делают сами или заказывают на стороне изготовление буферных баков из отрезков стальных труб большого диаметра — 300-800 мм. После установки на место баки утепляют.

Такие баки часто обходятся значительно дешевле, чем готовые буферные емкости, которые продаются на строительном рынке. Отсутствие защиты от коррозии в таких самодельных баках частично компенсируется увеличенной толщиной металла стенки.

Для защиты от электрохимической коррозии бак рекомендуется заземлить, а внутри бака разместить магниевый анод от промышленного водонагревателя.

Буферную емкость необходимого объема можно получить, соединив трубами два и более баков меньшего размера.

Верхнюю и нижнюю части баков соединяют между собой трубами диаметром не менее чем полтора дюйма.

Получается батарея баков, соединенных между собой подобно секциям батареи отопления.

К котловому и отопительному контурам батарея из баков подключается по диагональной схеме. Такое соединение обеспечивает одинаковое распределение температуры воды во всех баках буферной емкости.

Последний бак в батарее (бак № 2 на схеме) может выполнять функции гидравлического разделителя между радиаторной системой отопления и теплыми полами.

Схема отопления с буферным баком и бойлером ГВС

Буферный бак заводского изготовления со встроенным теплообменником ГВС довольно дорогое оборудование. Один из российских производителей твердотопливных котлов предлагает покупателям недорогие буферные баки без теплообменника ГВС. Схема закрытой системы отопления для этого варианта показана на рисунке.

В этой схеме также не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при работе котла. В инструкции к котлу производитель рекомендует хозяину самому следить за тем, чтобы температура теплоносителя в обратной трубе во время отопительного сезона не опускалась ниже 60 о С.

Посмотрите видео, в котором автор знакомит с практической реализацией схемы отопления с твердотопливным котлом и буферной емкостью — аккумулятором тепла. Обратите внимание, как в схеме на видео реализован режим защиты котла от низкотемпературной коррозии.

Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?

Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте!
Узнайте, что выбрали другие.

Источник: domekonom.su

Читать еще:  Купить утеплитель Скорлупа теплоизоляция для канализации d110 мм, толщина утеплителя на выбор 30
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector