Теплоакумулятори з бойлером

Будь-який тепловий акумулятор з бойлером конструктивно є витягнутим резервуаром у формі вертикального циліндра, корпус якого виготовляється з високоміцної листової нержавіючої або чорної сталі. Внутрішні поверхні таких резервуарів лакуються спеціальним бакелітовим лаком, необхідним для їх убезпечення від негативного впливу гарячих рідин, розчинів солей і слабо концентрованих кислот. А для захисту зовнішніх поверхонь теплобаків використовуються стійкі до високих температур порошкові фарби. При цьому всередині даних ємностей розміщуються бойлери малих діаметрів, які використовуються для підігріву рідини для систем гарячого водопостачання. Також вони можуть доповнюватися трубчастими змійовиками, призначеними для догріву теплоносія, що надходить в них за допомогою сторонніх джерел тепла.

З метою максимально ефективного збереження енергії теплові акумулятори з вбудованими бойлерами покривають зовнішніми теплоізоляційними чохлами. Вони завжди виробляються знімними і мають товщину приблизно в 10 см. Ізоляційні чохли для теплоакумуляторів виготовляються з вторинно-спіненого пінополіуретану зі складною структурою. Даний матеріал характеризується значною зносостійкістю, високими показниками водонепроникності та опірністю до забруднення. Як захисні шари для зовнішньої ізоляції використовуються покриття з міцного шкірозамінника. Потрібно відразу відзначити, що теплоізоляційні чохли для теплових акумуляторів не завжди продаються з ними в комплекті, тому часто їх доводиться купувати окремо. При цьому підбір та монтаж таких покриттів не складний навіть для новачків у цій галузі.

Принцип роботи теплоакумуляторів з бойлером не відрізняється складністю. Після монтажу в котельні до такого резервуару приєднується підводна труба від котла або іншого нагрівача, по якій в бак подається нагріта рідина. Охолоджуючи, теплоносій спускається в нижню частину ємності, а потім – до циркуляційного насоса, який подає гарячу воду з бака назад у комунікації системи опалення, якими вона повертається в котел для нового підігріву. У свою чергу, в бойлер, що розташований всередині теплоакумулятора, подається холодна вода з підключеного до нього водопроводу. Через стінки енергія теплоносія системи опалення передається воді, яка швидко нагрівається, а потім потрапляє в комунікації системи гарячого водопостачання. У деяких моделях теплоакумуляторів виробники замінюють бойлери на довгі змійовики.

Змійникові теплообмінники всередині теплових акумуляторів функціонують аналогічно бойлерам. У них подається холодна вода, яка при проходженні через змійовик поступово нагрівається від тепла навколишнього теплоносія опалювальної мережі. Варто зазначити, що в плані ефективності такі пристрої теж дуже хороші, оскільки тонкий трубчастий змійовик добре прогрівається. Але бойлери теж мають цінну перевагу. Справа в тому, що вони часто виготовляються з нержавіючої легованої сталі і оснащуються магнієвими анодами. Останні знижують рівень жорсткості води та запобігають утворенню накипу на їх стінках, значно збільшуючи термін служби такого обладнання, для якого відкладення становлять велику небезпеку. А обсяги теплозберігаючих баків для ГВП варіюються від сотні до кількох тисяч літрів.

Необхідно також пояснити, що потреба в установці теплоакумулятора виникає тому, що будь-який сучасний котел не функціонує постійно, а включається і вимикається час від часу, залежно від температури гріючого елемента або вихідного теплоносія. Тобто, в періоди часу, коли робота нагрівача припиняється, рідина, що виходить з нього, подається в резервуар, а в систему опалення подається гаряча вода з теплобака. Таким чином, навіть після вимкнення нагрівача, наприклад, до наступного завантаження паливом, в системі продовжуватиме циркулювати гарячий теплоносій. А значить – радіатори залишаться теплими, а з кранів йтиме така сама тепла вода.

Що стосується класифікації теплоакумуляторів для опалення та гарячого водопостачання, то вона має на увазі їх поділ на 2 вже згадані види:

• Теплоакумулятори з бойлерами для ГВП – виробляються у кількох модифікаціях, які можуть охоплювати наявність одного бойлера всередині енергозберігаючого бака, або бойлера, доповненого одним або двома змійовиками для догрівання теплоносія. При цьому дані змійовики не потрібно плутати з вбудованими змійовиками для гарячого водопостачання, описаними нижче. У цьому випадку йдеться про міні-теплообмінники, які можна підключати до сторонніх джерел тепла, щоб підвищувати температуру рідини, що знаходиться всередині резервуарів, яка використовується для обігріву приміщень, а заодно і нагрівання гарячої води для побутових потреб. Завдяки наявності одного або двох подібних змійовиків, до бойлерного теплового акумулятора можна підключити, наприклад, теплонасос та геліосистему для додаткової економії;
• Теплоакумулятори зі змійовиками для ГВП – виробляються в єдиній модифікації з теплообмінниками, що проходять через їхні корпуси від верхніх до нижніх частин. При цьому вступні та вивідні патрубки гарячого водопостачання розміщуються зверху. Через один з них холодна вода подається в резервуар і по прямій трубі одразу опускається на його дно, а потім спіральним змійовиком повільно піднімається вгору, поступово нагріваючись, щоб вийти через другий патрубок вже гарячою. Цікаво, що у багатьох моделях змійникових теплових акумуляторів є і додаткові теплообмінники теж змійникового типу. Як і в попередньому випадку, вони потрібні для догрівання теплоносія систем опалення і підключаються до інших джерел енергії типу теплонасоса або геліосистеми.

Першочерговими параметрами для вибору теплових акумуляторів типу «бак у баку» та «змійовик у баку» закономірно служать - їх обсяг та продуктивність вбудованого бойлера або змійовика. З першим критерієм усе досить просто. Продуктивність бойлера підбирається з урахуванням фактичного споживання гарячої води у конкретному домогосподарстві. При цьому потрібно обов'язково знати, що якщо її витрата є дуже великою, потужності вбудованого в теплобак нагрівача може не вистачити для забезпечення подібних значних потреб. Крім того, при великій витраті гарячої води на її нагрівання йтиме багато енергії, що відбирається у теплоносія системи опалення, що зберігається в такому резервуарі. А це означає, що ефективність її роботи неминуче зменшиться.

Що ж стосується вибору об'єму теплового акумулятора, то з ним все трохи складніше, адже він залежить від:

• Потужності працюючого в парі з ним теплогенератора;
• Усередненого теплового навантаження на мережу обігріву будівлі;
• Приблизний час роботи без допомоги теплогенератора.

Але, перш ніж розпочати безпосередній розрахунок обсягу теплоакумулятора з бойлером, потрібно розглянути ці пункти докладніше. Насамперед, необхідно знати, що місткість будь-якої ємності розраховується виходячи саме із середнього теплового навантаження на систему опалення в холодну пору року. Використовувати для цього максимальну потужність не варто, оскільки це спричинить значне збільшення розмірів резервуара та витрат на його придбання. Хоча логічно, що для забезпечення теплом будівель з великими площами потрібні місткі теплобаки, неприємний нюанс їх використання полягає в тому, що надмірно великий тепловий акумулятор не працюватиме раціонально. І це не рахуючи дорожнечі його монтажу і великого вільного місця в окремому приміщенні, яке буде потрібно визначити для його розміщення.

Крім того, необхідно звернути особливу увагу на те, що оптимальне функціонування систем опалення або гарячого водопостачання з енергозберігаючим баком буде неможливим, якщо теплогенератор, що використовується в парі з ним, має малий запас потужності. Тоді він просто не зможе зробити необхідну кількість енергії для нагрівання рідини та збереження її тепла в резервуарі, тому що йому доведеться обігрівати будівлю та ємність одночасно. З цієї причини фахівці рекомендують заздалегідь купувати котел принаймні з дворазовим запасом потужності. Ну а якщо такий нагрівач вже куплений, можна переходити до підбору потрібної накопичувальної ємності. Розрахувати її обсяг реально кількома способами, згідно з найпростішим з яких на 1 кВт продуктивності котла повинні припадати 25 л об'єму теплового акумулятора.

Але цілком очевидно, що подібні прості розрахунки є дуже неточними, через що використовувати їх небажано. Взагалі найкраще довіряти цю роботу професіоналам або, у крайньому випадку, користуватися спеціальною формулою, наведеною нижче. Такий алгоритм розрахунку обсягу теплового акумулятора можна розглянути на прикладі будинку площею 150 м2 з твердопаливним котлом, що не працює 7 годин на день. Також прийнято, що в бак надходить рідина з температурою 90 °С, а в процесі роботи опалювальної системи вона остигає до 40 °С. Для обігріву площі 150 м2 в зимовий період потрібна потужність 15 кВт, а її середнє споживання має становити близько 8 кВт/год. Таким чином, теплобак повинен накопичити 8 кВт/год · 8 год = 64 кВт енергії.

А безпосередній розрахунок його обсягу виконується із застосуванням формули теплоємності води:

m = Q / 1,163 · Δt

де:
Q – розрахункова кількість теплової енергії, що накопичуватиметься, Вт;
m – вага води у баку, кг;
Δt – різниця між початковою та кінцевою температурами рідини в ємності, що дорівнює 90 °С – 40 °С = 40 °С; • 1,163 Вт/кг °С або 4,187 кДж/кг °С – питома теплоємність води.

Підставивши всі прийняті для цього прикладу значення у формулу, отримуємо:

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

Відповідно до цих результатів можна зробити висновок, що для забезпечення теплом відносно невеликого будинку площею 150 м2 знадобиться чималий теплоакумулятор. Такий результат було отримано через прийняття до розрахунку даних, відповідних будівлі без якісного зовнішнього утеплення і з великим тепловтратами. Якщо фасад будинку буде добре утеплений, то усереднений витрата необхідної для його обігріву теплової енергії буде менше 8 кВт/год. Тож на практиці для площі 150 м2 вистачить резервуара обсягом до 1 м3. Цей фактор є головною причиною рекомендації – використовувати максимально точні вихідні дані, які визначаються виключно фахівцями. У свою чергу всі інші критерії підбору теплоакумуляторів менш важливі, і відносяться до їх додаткового оснащення.

До такого обладнання, перш за все, прийнято відносити додаткові змійовики, які не можна плутати зі змійовиками для гарячого водопостачання. Ці пристрої можуть вбудовуватися в кількості одного або двох, і дозволяють оптимізувати роботу теплозберігаючих резервуарів. Для цього вони підключаються до сторонніх джерел енергії, таких як теплові насоси і сонячні колектори, використання яких дає можливість догрівати рідину в ємностях, що розглядаються, за рахунок безкоштовних природних ресурсів. Крім того, з цією метою деякі моделі теплових акумуляторів можна додатково оснащувати електричними ТЕНами фланцевого типу, які розміщуються в призначених для цього отворах в їх корпусах і підключаються до електромережі. Подібна проста модернізація робить будь-який накопичувальний бак більш функціональним.

Місткості, що розглядаються, відомі майже повною відсутністю мінусом і численними перевагами, які у теплоакумуляторів з бойлерами і змійовиками такі:

• Оптимізація витрати пального;
• Створення запасу теплоносія;
• Окупність протягом 2-5 років;
• Постійне виробництво гарячої води;
• Ефективне збереження енергії рідини;
• Підключення до різних джерел енергії;
• Запобігання опалювальній системі від перегріву котла;
• Здійснення контролю за рівнем температури теплоносія;
• Передача тепла в мережі обігріву тоді, коли воно найбільше потрібне;
• Зниження навантаження на мережу обігріву з продовженням її терміну експлуатації;
• Коректна робота, як із відкритими, так і із закритими системами опалення;
• Допустимість функціонування теплобака як замінник гідрострілки;
• Взаємна робота із сучасними сонячними колекторами будь-яких модифікацій;
• Забезпечення максимальної тепловіддачі при економних витратах енергоносіїв;
• Для твердопаливних котлів – значне зменшення витрати енергоносіїв;
• Можливість оснащення деяких моделей теплобаків додатковими ТЕНами;
• Зменшення витрат на опалення та гарячу воду без шкоди для рівня комфорту;
• Оптимальне використання теплової енергії без втрат та зайвого виробництва;
• Розширення функціоналу баків із додатковими змійовиками-теплообмінниками;
• Перешкоджання перегріву теплоносія, коли котел працює на повній потужності;
• Для чавунних батарей – захист від розтріскування через сильні стрибки температури.

У свою чергу, недоліки теплоакумуляторів з бойлерами такі:

• Окреме придбання зовнішньої теплоізоляції для деяких моделей;
• Необхідність відведення окремого приміщення для розміщення резервуара;
• Вища вартість баків з додатковими змійовиками-теплообмінниками.

Купити теплоакумулятори (бак у баку) або іншими словами Буферна ємність із внутрішнім баком У Києві, в різних комплектаціях і з різними обсягами завжди легко, завдяки вигідним пропозиціям онлайн-маркету «Modernsys». У нас завжди є подібні резервуари українського та європейського виробництва, якість яких перевірена часом. Їхня доставка може бути виконана територією нашої країни будь-якими з бажаних замовниками логістичних компаній. З вибором оптимального теплобака, робочий тиск якого, до речі, має бути не меншим, ніж тиск наявного котла, у наших клієнтів теж не буває труднощів, оскільки в цьому їм завжди готові допомогти менеджери і навіть функціонал нашого сайту зі зручними фільтрами. Теплоакумулятори з бойлером, ціна яких залежить від їх обсягів та продуктивності – це зменшення витрат на обігрів та постійна доступність гарячої води.