По своему строению абсолютно все тепловые аккумуляторы, также называемые буферными емкостями, напоминают вертикальные цилиндры на небольших опорах с корпусами из листов высококачественной черной или нержавеющей стали. На их внутренние поверхности обязательно наносится специальный бакелитовый лак, выполняющий функцию защиты данных материалов от опасного влияния горячей воды, а также растворов солей и кислот со слабыми концентрациями. А на внешние поверхности корпусов теплобаков наносят невосприимчивые к относительно высоким температурам порошковые краски. В свою очередь, внутри разных моделей теплоаккумуляторов может быть как пустое пространство, так и змеевики для догрева теплоносителя, или бойлеры для приготовления горячей воды. А объемы энергосберегающих баков могут насчитывать от сотен до нескольких тысяч литров.
При этом, для того чтобы свести потери энергии жидкости в процессе ее хранения к минимуму, тепловые аккумуляторы покрывают съемными наружными изоляционными чехлами толщиной порядка 10 см. Эти чехлы чаще всего состоят из вторично-вспененного пенополиуретана, а также наружных оболочек из прочного кожзаменителя. Благодаря такому составу, они получаются не только легкими, но и износостойкими, водонепроницаемыми и устойчивыми к загрязнениям. При необходимости их легко снимать и одевать на теплоемкости, например, для их обслуживания. Но, несмотря на всю пользу чехлов для теплоаккумуляторов, они не всегда продаются с ними вместе. Соответственно, если внешней изоляции в комплекте с резервуаром не оказывается, ее крайне желательно приобрести отдельно, просто подобрав по одному из стандартных размеров имеющегося бака.
Поскольку все теплоаккумуляторы используются для одной главной цели – сохранения тепла, принцип их действия, в основном, одинаков и довольно прост. Любой подобный резервуар монтируется в отдельном помещении, и присоединяется к коммуникациям системы отопления или горячего водоснабжения, или к ним обоим. Среди таких коммуникаций всегда есть подводная труба от теплогенератора, по которой в верхнюю часть буферной емкости поступает нагретая жидкость. Находясь в резервуаре, горячая вода, немного остывая, опускается в его нижнюю часть, а затем подается в циркуляционный насос, который направляет ее в основную магистраль. По ней теплоноситель возвращается в котел для нового нагрева. Таким образом, теплобак не дает жидкости перегреться, когда нагреватель работает на полной мощности, а также обеспечивает постоянно высокую теплоотдачу.
Нужно отметить, что основная польза от теплоаккумуляторов появляется по причине постоянных включений и выключений котлов при работе, так как в их непрерывном функционировании просто нет необходимости. Периодичность данных процессов зависит от температуры их греющих элементов или исходящего из них теплоносителя. Соответственно, в то время, когда котел не работает, проходящая через него жидкость, уже не с максимальной, а более низкой температурой, попадает в буферную емкость, а из нее в сеть поступает вода с высокой температурой. Получается, что и при выключенном теплогенераторе, например, до следующей его загрузки новой порцией топлива, система обогрева работает в обычном режиме. Что позволяет снизить общую нагрузку на нее, а значит – продлить срок службы оборудования.
А классификация теплоаккумуляторов разделяет их на 4 вида по конструкциям:
- Теплоаккумуляторы для отопления – делятся на 2 типа. Теплоаккумуляторы без внутренних теплообменников, также называемые пустотелыми, являются самыми простыми и дешевыми из-за максимальной конструктивной простоты. Их можно присоединять к одному или нескольким источникам тепла и доукомплектовывать фланцевыми нагревательными элементами для догрева теплоносителя. В свою очередь, теплоаккумуляторы с внутренними теплообменниками, также называемые теплоаккумуляторами со змеевиками, имеют одно или два подобных устройства, сильно расширяющие их функционал. При этом, один змеевик всегда служит для догрева теплоносителя, а если змеевиков два, то нижний используется для догрева емкости, а верхний – или для догрева, или для приготовления горячей воды;
- Теплоаккумуляторы с бойлером – также делятся на 2 типа. Теплоаккумуляторы с бойлерами для ГВС могут включать наличие одного встроенного бойлера, или бойлера, дополненного одним или двумя змеевиками для догрева жидкости. К последним можно подключить, например, теплонасос и гелиосистему. В свою очередь, теплоаккумуляторы со змеевиками для ГВС производятся в одной модификации с трубчатыми теплообменниками, проходящими через их корпуса от верха до низа. При этом, в некоторых моделях змеевиковых тепловых аккумуляторов есть и дополнительные теплообменники аналогичного змеевикового типа. Они тоже нужны для догрева теплоносителя систем отопления, и подключаются к другим источникам энергии, в том числе, и альтернативным – типа теплонасосов или гелиосистем;
- Холодоаккумуляторы – еще один вид буферных емкостей, отличающихся от более традиционных аналогов накоплением льда. Их основная задача заключается в уменьшении нагрузки на холодильные устройства, если системы охлаждения на протяжении суток работают неравномерно. Корпуса аккумуляторов холода изготавливают из высокопрочной стали с защитным цинковым покрытием. Принцип их работы прост и во многом схож с теплоаккумуляторами. В периоды времени, когда расход холода является минимальным, они накапливают его посредством расположенных внутри их корпусов панелей, на которых намерзает лед. Затем, в периоды пиковых нагрузок, этот запас расходуется, снижая частоту запусков компрессоров холодильных машин и увеличивая их эксплуатационный ресурс.
Также нельзя не отметить, что к полезным комплектующим для теплоаккумуляторов относятся не только внешние изоляционные чехлы из пенополиуретана, каучука, поролона или даже флиса, способствующие наиболее эффективному энергосбережению, а также электрические ТЭНы, используемые для догрева теплоносителя. К таким изделиям причисляются еще и заменяемые блочные и фланцевые теплообменники. А некоторые производители даже выпускают для своих буферных емкостей солнечные станции и станции горячевого водоснабжения – высокотехнологичные устройства, оптимизирующие взаимную работу такого оборудования с посторонними источниками тепла. Ну а для подключения тепловых аккумуляторов к коммуникациям сетей подачи тепла и горячей воды используются стандартные арматурные элементы, входящие в состав всех бытовых инженерных систем.