Теплоаккумуляторы с бойлером

Любой тепловой аккумулятор с бойлером конструктивно представляет собой вытянутый резервуар в форме вертикального цилиндра, корпус которого изготавливается из высокопрочной листовой нержавеющей или черной стали. Внутренние поверхности таких резервуаров лакируются особым бакелитовым лаком, необходимым для их оберегания от негативного воздействия горячих жидкостей, растворов солей и слабо концентрированных кислот. А для защиты внешних поверхностей теплобаков используются устойчивые к высоким температурам порошковые краски. При этом, внутри данных емкостей размещаются бойлеры малых диаметров, используемые для подогрева жидкости для систем горячего водоснабжения. Также они могут дополняться трубчатыми змеевиками, предназначенными для догрева поступающего в них теплоносителя при помощи посторонних источников тепла.

С целью максимально эффективного сохранения энергии, тепловые аккумуляторы со встроенными бойлерами покрывают внешними теплоизоляционными чехлами. Они всегда производятся съемными и имеют толщину, примерно, в 10 см. Изоляционные чехлы для теплоаккумуляторов изготавливаются из вторично-вспененного пенополиуретана со сложной структурой. Данный материал характеризуется значительной износостойкостью, высокими показателями водонепроницаемости и сопротивляемостью загрязнениям. В качестве защитных слоев для внешней изоляции используются покрытия из прочного кожзаменителя. Нужно сразу отметить, что теплоизоляционные чехлы для тепловых аккумуляторов не всегда продаются с ними в комплекте, а потому часто их приходится покупать отдельно. При этом, подбор и монтаж таких покрытий не сложен даже для новичков в этой области.

Принцип работы теплоаккумуляторов с бойлером не отличается сложностью. После монтажа в котельной, к такому резервуару присоединяется подводная труба от котла или другого нагревателя, по которой в бак подается нагретая жидкость. Остывая, теплоноситель спускается в самую нижнюю часть емкости, а затем – к циркуляционному насосу, который подает горячую воду из бака обратно в коммуникации системы отопления, по которым она возвращается в котел для нового подогрева. В свою очередь, в расположенный внутри теплоаккумулятора бойлер подается холодная вода из подключенного к нему водопровода. Через его стенки энергия теплоносителя системы отопления передается воде, которая быстро нагревается, а затем попадает в коммуникации системы горячего водоснабжения. При этом, в некоторых моделях теплоаккумуляторов производители заменяют бойлеры на длинные змеевики.

Змеевиковые теплообменники внутри тепловых аккумуляторов функционируют аналогично бойлерам. В них подается холодная вода, которая при прохождении через змеевик постепенно нагревается от тепла окружающего его теплоносителя отопительной сети. Стоит отметить, что в плане эффективности такие устройства тоже весьма хороши, поскольку тонкий трубчатый змеевик хорошо прогревается. Но у бойлеров тоже есть ценное преимущество. Дело в том, что они, зачастую, изготовляются из нержавеющей легированной стали и оснащаются магниевыми анодами. Последние снижают уровень жесткости воды и предотвращают образование накипи на их стенках, значительно увеличивая срок службы такого оборудования, для которого отложения представляют большую опасность. Ну а объемы теплосберегающих баков для ГВС варьируются от сотни до нескольких тысяч литров.

Необходимо также разъяснить, что нужда в установке теплоаккумулятора возникает потому, что любой современный котел не функционирует постоянно, а включается и выключается время от времени, зависимо от температуры греющего элемента или исходящего теплоносителя. То есть, в периоды времени, когда работа нагревателя приостанавливается, выходящая из него жидкость подается в резервуар, а в систему отопления подается горячая вода из теплобака. Таким образом, даже после выключения нагревателя, например, до следующей загрузки топливом, в системе будет продолжать циркулировать горячий теплоноситель. А значит – радиаторы останутся теплыми, а из кранов будет идти такая же теплая вода.

Что касается классификации теплоаккумуляторов для отопления и горячего водоснабжения, то она подразумевает их разделение на 2 уже упомянутых вида:

• Теплоаккумуляторы с бойлерами для ГВС – производятся в нескольких модификациях, которые могут включать наличие одного бойлера внутри энергосберегающего бака, или бойлера, дополненного одним или двумя змеевиками для догрева теплоносителя. При этом, данные змеевики не нужно путать со встроенными змеевиками для горячего водоснабжения, описанными ниже. В этом случае речь идет о мини-теплообменниках, которые можно подключать к посторонним источникам тепла, чтобы повышать температуру находящейся внутри резервуаров жидкости, используемой для обогрева помещений, а заодно и нагрева горячей воды для бытовых нужд. Благодаря наличию одного или двух подобных змеевиков, к бойлерному тепловому аккумулятору можно подключить, например, теплонасос и гелиосистему – для дополнительной экономии;
• Теплоаккумуляторы со змеевиками для ГВС – производятся в единственной модификации с теплообменниками, проходящими через их корпуса от верхних до нижних частей. При этом, вводные и выводные патрубки горячего водоснабжения размещаются сверху. Через один из них холодная вода подается в резервуар и по прямой трубе сразу опускается на его дно, а затем по спиральному змеевику медленно поднимается вверх, постепенно нагреваясь, чтобы выйти через второй патрубок уже горячей. Интересно, что во многих моделях змеевиковых тепловых аккумуляторов присутствуют и дополнительные теплообменники тоже змеевикового типа. Как и в предыдущем случае, они нужны для догрева теплоносителя систем отопления, и подключаются к другим источникам энергии типа теплонасоса или гелиосистемы.

Первоочередными параметрами для выбора тепловых аккумуляторов типа «бак в баке» и «змеевик в баке» закономерно служат – их объем и производительность встроенного бойлера или змеевика. С первым критерием все довольно просто. Производительность бойлера подбирается с учетом фактического потребление горячей воды в конкретном домохозяйстве. При этом, нужно обязательно знать, что если ее расход является очень большим, мощности встроенного в теплобак нагревателя может не хватить для обеспечения подобных значительных нужд. Кроме того, при большом расходе горячей воды на ее нагрев будет идти много энергии, отбираемой у сохраняемого в таком резервуаре теплоносителя системы отопления. А это значит, что эффективность ее работы неизбежно уменьшится.

Что же касается выбора объема теплового аккумулятора, то с ним все немного сложнее, ведь он зависит от:

• Мощности работающего в паре с ним теплогенератора;
• Усредненной тепловой нагрузки на сеть обогрева здания;
• Примерного времени работы без помощи теплогенератора.

Но, прежде чем приступить к непосредственному расчету объема теплоаккумулятора с бойлером, нужно рассмотреть данные пункты более подробно. Прежде всего, необходимо знать, что вместимость любой подобной емкости рассчитывается исходя именно из средней тепловой нагрузки на систему отопления в холодное время года. Использовать для этого максимальную мощность не стоит, так как это станет причиной значительного увеличения размеров резервуара и затрат на его приобретение. Хотя логично, что для обеспечения теплом зданий с большими площадями требуются вместительные теплобаки, неприятный нюанс их использования состоит в том, что излишне большой тепловой аккумулятор не будет работать рационально. И это не считая дороговизны его монтажа и немалого свободного места в отдельном помещении, которое будет необходимо найти для его размещения.

Кроме того, необходимо обратить особое внимание на то, что оптимальное функционирование систем отопления или горячего водоснабжения с энергосберегающим баком будет невозможна, если используемый в паре с ним теплогенератор имеет малый запас мощности. Тогда он просто не сможет произвести необходимое количество энергии для нагрева жидкости и сохранения ее тепла в резервуаре, так как ему придется обогревать здание и емкость одновременно. По этой причине специалисты рекомендуют заранее приобретать котел, по крайней мере, с двукратным запасом мощности. Ну а если такой нагреватель уже куплен, можно переходить к подбору подходящей накопительной емкости. Рассчитать ее объем реально несколькими способами, согласно самому простому из которых на 1 кВт производительности котла должны приходиться 25 л объема теплового аккумулятора.

Но, вполне очевидно, что подобные простые расчеты являются очень неточными, из-за чего использовать их нежелательно. Вообще лучше всего доверять эту работу профессионалам или, в крайнем случае, пользоваться специальной формулой, представленной ниже. Такой алгоритм расчета объема теплового аккумулятора можно рассмотреть на примере дома площадью 150 м2, с твердотопливным котлом, не работающим 7 часов в день. Также принято, что в бак поступает жидкость с температурой 90 °С, а в процессе работы отопительной системы она остывает до 40 °С. Для обогрева площади 150 м2 в зимний период нужна мощность в 15 кВт, а ее среднее потребление должно составить порядка 8 кВт/ч. Таким образом, теплобак должен накопить 8 кВт/ч · 8 ч = 64 кВт энергии.

А непосредственный расчет его объема выполняется с применением формулы теплоемкости воды:

m = Q / 1,163 · Δt

где:
Q – расчетное количество тепловой энергии, которое будет накапливаться, Вт;
m – вес воды в баке, кг;
Δt – разница между начальной и конечной температурами жидкости в емкости, равная 90 °С – 40 °С = 40 °С; • 1,163 Вт/кг °С или 4,187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

Подставив все принятые для данного примера значения в формулу, получаем:

m = 64000 / 1,163 · 50 = 1100 кг или 1,1 м³

В соответствии с этими результатами можно сделать вывод, что для обеспечения теплом относительно небольшого дома площадью 150 м2 понадобится достаточно немаленький теплоаккумулятор. Такой итог был получен по причине принятия для расчета данных, соответствующих зданию без качественного наружного утепления и с большим теплопотерями. Если же фасад дома будет хорошо утеплен, то усредненный расход необходимой для его обогрева тепловой энергии будет меньше 8 кВт/ч. Так что на практике для площади 150 м2 хватит резервуара объемом до 1 м³. Данный фактор является главной причиной рекомендации – использовать максимально точные исходные данные, определяемые исключительно специалистами. В свою очередь, все остальные критерии подбора теплоаккумуляторов менее важны, и относятся к их дополнительному оснащению.

К такому оснащению, прежде всего, принято относить дополнительные змеевики, которые нельзя путать со змеевиками для горячего водоснабжения. Эти приспособления могут встраиваться в количестве одного или двух, и позволяют оптимизировать работу теплосберегающих резервуаров. Для этого они подключаются к посторонним источникам энергии, таким как тепловые насосы и солнечные коллекторы, использование которых дает возможность догревать жидкость в рассматриваемых емкостях за счет бесплатных природных ресурсов. Кроме того, с этой же целью некоторые модели тепловых аккумуляторов можно дополнительно оснащать электрическими ТЭНами фланцевого типа, которые размещаются в предназначенных для этого отверстиях в их корпусах и подключаются к электросети. Подобная простая модернизация делает любой накопительный бак более функциональным.

Рассматриваемые емкости известны почти полным отсутствием минусом и многочисленными достоинствами, которые у теплоаккумуляторов с бойлерами и змеевиками таковы:

• Оптимизация расхода топлива;
• Создание запаса теплоносителя;
• Окупаемость на протяжении 2-5 лет;
• Постоянное производство горячей воды;
• Эффективное сохранение энергии жидкости;
• Подключение к различным источникам энергии;
• Предохранение отопительной системы от перегрева котла;
• Осуществление контроля за уровнем температуры теплоносителя;
• Передача тепла в сети обогрева тогда, когда оно более всего нужно;
• Снижение нагрузки на сеть обогрева с продлением ее срока эксплуатации;
• Корректная работа, как с открытыми, так и с закрытыми системами отопления;
• Допустимость функционирования теплобака в качестве заменителя гидрострелки;
• Взаимная работа с современными солнечными коллекторам любых модификаций;
• Обеспечение максимальной теплоотдачи при экономном расходе энергоносителей;
• Для твердотопливных котлов – значительное уменьшение расхода энергоносителей;
• Возможность оснащения некоторых моделей теплобаков дополнительными ТЭНами;
• Уменьшение расходов на отопление и горячую воду без ущерба для уровня комфорта;
• Оптимальное использование тепловой энергии без потерь и излишнего производства;
• Расширение функционала баков с дополнительными змеевиками-теплообменниками;
• Препятствование перегреву теплоносителя, когда котел работает на полной мощности;
• Для чугунных батарей – защита от растрескивания из-за сильных скачков температуры.

В свою очередь, недостатки теплоаккумуляторов с бойлерами таковы:

• Отдельное приобретение внешней теплоизоляции для некоторых моделей;
• Необходимость в отведении отдельного помещения для размещения резервуара;
• Более высокая стоимость баков с дополнительными змеевиками-теплообменниками.

Купить теплоаккумуляторы (бак в баке) или другими словами Буферная емкость с внутренним баком  в Киеве, в разных комплектациях и с разными объемами всегда легко, благодаря выгодным предложениям онлайн-маркета «Modernsys». У нас всегда есть в наличии подобные резервуары украинского и европейского производства, качество которых проверено временем. Их доставка может быть выполнена по территории нашей страны любыми из желаемых заказчиками логистических компаний. С выбором оптимального теплобака, рабочее давление которого, кстати, должно быть не меньше, чем давление имеющегося котла, у наших клиентов тоже не бывает трудностей, так как в этом им всегда готовы помочь менеджеры и даже функционал нашего сайта с удобными фильтрами. Теплоаккумуляторы с бойлером, цена которых зависит от их объемов и производительности – это уменьшение расходов на обогрев и постоянная доступность горячей воды.