Теплоаккумулятор для котлов отопления — назначение, расчет и монтаж

Теплоаккумулятор для котла отопления твердотопливного типа – это простой, но очень действенный прибор, способный сдвинуть баланс между принятой и отданной энергией в пользу потребителя. Ведь  теплоаккумулятор повышает эффективность любого твердотопливного котла за счет «внутренних» резервов системы.

При этом в системе с аккумулятором тепла не только  стабилизируется температура, но и снижается расход топлива, используемого для подогрева теплоносителя.

Vitocell 340-M SVK Viessmannul

Использование

Обычно гидравлический разделитель устанавливают в следующих случаях:

  1. Если в доме большая, мощная система отопления с большим количеством радиаторов, но при этом с небольшим водяным контуром отопительного котла. Если такая система работает без гидрострелки, то, во-первых, ее очень сложно отбалансировать, если вообще возможно, во-вторых, создается большая нагрузка на насос котла отопления, что выводит его быстро из строя.
  2. Если система отопления комбинированная из нескольких контуров: батареи отопления, теплый пол, бойлер косвенного нагрева. В таких системах отопления без гидравлического разделителя при отключении одного контура может возникнуть разбалансировка системы отопления с резким повышением температуры теплоносителя. Это также неблагоприятно влияет на работу котла.
  3. При использовании в системе отопления двух и более отопительных котлов для увязки их в одну систему отопления.

Благодаря установке гидрострелки в систему отопления можно получить такие положительные изменения:

  1. Равномерный прогрев всех батарей системы отопления. При хорошей правильнойбалансировке можно установить оптимальный тепловой режим в отопительной системе.
  2. Согласованная работа контуров водяного пола, отопительных батарей и бойлера косвенного нагрева.
  3. Возможность удалять накопившуюся грязь и лишний воздух в системе отопления. С помощью спускного крана и автоматического воздушного клапана на гидрострелке можно удалять различный шлак из системы отопления.
  4. Можно согласовать работу двух котлов, при этомне используя сложное громоздкое оборудование.

Недостатки применения гидрострелки:

  1. Необходимость работать только на системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя;
  2. Нужно устанавливать дополнительный циркуляционный насос на каждый контур.

Гидрострелку в системе отопления устанавливают строго вертикально, для того чтобы внизу собирался осадок, а вверху выходил воздух из системы отопления.

ul

Устройство и принцип работы

Схема устройства гидравлического разделителя промышленного изготовления представлена на рисунке ниже.

Схема

На рисунке движение воды от котла показано красной стрелкой. Вода, поступая в гидрострелку, огибает разделительную пластину (2) и поступает через канал воздухоудаления (3) к выпрямителю потока (4). Для сброса лишнего воздуха из воды в конструкции предусмотрен автоматический воздухоотводчик (1). Для контроля температуры воды в гидрострелке в гильзу (5) устанавливается термометр. Дальнейшее движение воды в систему показано красной стрелкой. Синей стрелкой показано обратное движение воды из системы к котлу. Через разделительные пластины (6) вода перемешивается в гидрострелке. Внизу гидрострелки расположен грязесборник с пластинами (7). Грязь из гидрострелки сливается краном (9).

Как видно из рисунка, конструкция не такая сложная, и потому никаких особых требований к эксплуатации нет. Просто нужно следить за работой автоматического воздухоотоводчика и сбрасывать накопившуюся грязь из гидрострелки.

Схема подключения и режимы работы гидрострелки показаны на рисунке ниже.

Схема

На рисунке показаны три основных варианта работы гидрострелки. Как видно из рисунка, в первом случае отопительная система потребляет теплоносителя меньше, чем вырабатывает отопительный котел. При этом в гидрострелке наблюдается движение воды вниз, по ходу движения воды в контуре котла. Эта ситуация может произойти если, например, в отопительной системе сработают термоклапаны, которые ограничивают поток воды.  Во втором случае расходы теплоносителя системы отопления и котла одинаковые, и отопление работает в оптимальном режиме. Движения воды по гидрострелке в таком случае не наблюдается. Третий вариант – когда расход отопительной системы  больше, чем расход котла. В этом случае вода в гидрострелке движется вверх.

ul

Схемы изготовления

Гидрострелки промышленного изготовления стоят недешево и многие изготавливают их своими руками. При этом нужно сделать предварительные расчеты. Основные расчетные размеры показаны на рисунке ниже.

Схема

Как видно из рисунка, диаметр самой гидрострелки принимают равным трем диаметрам входных патрубков, поэтому расчеты сводятся в основном к определению диаметра гидрострелки.

На рисунке показаны два варианта гидрострелок. Назначение второго варианта лучше первого тем, что вода при переходе подающего трубопровода освобождается от пузырьков воздуха, а при обратном поступлении – лучше избавляется от шлама.

Расчет сводится в основном к определению диаметра гидрострелки:

  • D – диаметр гидрострелки в мм;
  • d – диаметр входного патрубка в мм, обычно принимают равным D/3;
  • 1000 – переводной коэффициент метров в мм;
  • P – мощность котла в кДж;
  • π – число пи = 3,14;
  • С – теплоемкость теплоносителя (вода – 4,183 кДж/кг·С°);
  • W – максимальная вертикальная скорость движения воды в гидрострелке, м/с, обычно принимают равной 0,1 м/с;
  • ΔТ – разница температур теплоносителя на входе и выходе котла, С°.

Также расчет можно выполнить по такой формуле:

  • Q – расход теплоносителя, м³/с;
  • V – скорость движения воды в гидрострелке, м/с;

Также для расчета диаметра гидрострелки есть такая формула:

  • G – расход, м³/час;
  • W – скорость движения воды, м/с;

Высота гидрострелки может быть любой и ограничиваться разве что высотой потолка в помещении.

Если сделать диаметр гидрострелки достаточно большим, то можно получить два в одном: гидрострелку и теплоаккумулятор, так называемый емкостной разделитель.

Схема

Как видно из рисунка, гидрострелка такого типа имеет большой объем, порядка 300 литров и более, поэтому способна, кроме выполнения своей основной задачи, еще и накапливать тепло. Использование гидрострелки такого типа особенно оправдано при отоплении твердотопливным котлом, так как способно сглаживать температурные скачки котла отопления и сохранять тепловую энергию котла после окончания горения довольно длительное время.

Нужно знать некоторые нюансы при использовании такого типа гидрострелки:

  1. Во-первых, такую гидрострелку необходимо утеплить, поскольку в противном случае она будет отапливать котельную, а не отдавать тепло в систему отопления.
  2. Котел будет выдавать меньшую мощность. Это объясняется тем, что требуется большая температура теплоносителя, а на котлах установлена автоматика, которая будет автоматически уменьшать его мощность для снижения температуры на выходе.

ul

Гидрострелка для нескольких контуров

Для отопления нескольких контуров существуют разные конструкции гидравлических разделителей.

Схема

Как видно из рисунка, в такой конструкции вода поступает из котла к гидрострелке и возвращается в него по двум патрубкам, а отводится в систему – по нескольким. Такая схема подключения позволяет разделить контуры отопления и подавать на каждый контур воду с разным температурным градиентом.

Если сделать устройство по этому принципу, то при его работе будет происходить следующее:

  1. Горячая вода из трубы (Т1) поглотится трубой (Т2), при расходе Q1=Q2.
  2. Если Q1=Q2 вода, попадающая в трубу (Т3) по температуре становится равной температуре труб (Т6), (Т7), (Т8), а разница температур между (Т3) и (Т4) при этом не значительна.
  3. Если Q1=Q2+Q3•0,5, происходит следующее: температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
  4. Если Q1=Q2+Q3+Q4, то Т1=Т2=Т3=Т4.

Как видно, такая схема подключения имеет ряд недостатков и не может разделять контура отопления качественно с нужным температурным градиентом.

Для того чтобы правильно распределить температуру по контурам, используют такую схему соединения:

Схема

При запитывании по этой схеме необходимо соблюдать некоторые условия для правильной работы устройства:

  1. Трубопровод (Т1) должен располагаться выше трубопровода (Т2).
  2. Труба (Т9) должна находиться строго посередине между трубами (Т3) и (Т4).
  3. Трубопровод (Т10) и (Т5) между собой должны располагаться на расстоянии не менее 20 см.
  4. Труба (Т5) должна располагаться выше труб (Т6), (Т7) и (Т8), для того чтобы вода, поступающая из этих труб, перемешивалась перед подачей в трубу (Т5).
  5. Расстояние между трубами (Т2), (Т3) и (Т4) должно быть по возможности одинаковым.

При такой схеме работы температуру в контурах можно выровнять с помощью балансировочных клапанов на трубопроводах (Т1), (Т9) и (Т10). Это особенно хорошо для бойлера, которому необходимо подать самую высокую температуру теплоносителя для теплого пола с самой низкой температурой.

Вместо балансировочных клапанов, так как они слишком дороги, можно использовать обычные вентили с плавным регулированием.

Можно также подсоединить контура по такой коллекторной схеме:

Схема

При такой схеме подсоединения температурный напор также регулируется балансировочными клапанами, но не в таких пределах, как по предыдущей схеме. При этом диаметр коллекторов должен быть достаточно большим для равномерного распределения теплоносителя.

ul

Конструкции гидрострелок

Если при использовании гидрострелки не ставится цель убирать шлам и воздух из системы отопления, то можно ее расположить горизонтально по такой схеме:

Схема

Как видно из рисунка, тут гидрострелка располагается горизонтально, и патрубки, соответственно, могут быть как снизу, так и сбоку. При этом длина гидрострелки и расстояние между трубопроводами могут быть какое угодно, только желательно, чтобы подающий и отводящий патрубок между собой располагались на расстоянии не менее 20 см.

Обычно гидравлический разделитель изготавливают из металла, но если не хочется, чтобы в систему попадала ржавчина, то можно ее изготовить из полипропилена своими руками. При этом если нет труб из полипропилена подходящего диаметра, то конструкции можно придать такой вид:

Гидрострелка

Еще проще можно сделать, если поставить вместо такой конструкции радиатор отопления. При этом его нужно утеплить, чтобы он не отдавал тепло в котельную. В противном случае будет происходить потеря тепла.

При использовании гидрострелки в системе отопления можно добиться таких улучшений в работе:

  1. Повышается долговечность котла. При работе без гидрострелки очень часто можно наблюдать скачки температуры в системе, что плохо сказывается на работе котла.
  2. Возможность регулировать температуру на каждом отдельном контуре.

ul

Какие функции выполнят циркуляционный насос для систем отопления и что он даёт?

Уже одно название насоса определяет его назначение: он призван обеспечить равномерную бесперебойную циркуляцию теплоносителя (воды или специальной жидкости) по замкнутому контуру отопительной системы. Благодаря использованию ЦН обогрев помещения происходит быстрее и равномернее, чем при схеме естественной циркуляции.

Практика показывает, что благодаря ЦН эффективность работы системы значительно возрастает, в результате чего происходит экономия энергоресурсов (газа, электричества, солярки или твёрдого топлива, смотря на чём работает котёл) на 20-25%. Объясняется это тем, что теплоноситель успевает возвратиться в колёл не полностью остывшим, соответственно, требуется меньше энергии для его повторного подогрева.

Кроме того, увеличение скорости циркуляции позволяет обходиться трубами меньшего диаметра. То есть экономятся не только энергетические, но и материальные ресурсы.

Сделав несложный математический расчёт можно убедиться в том, что затраты на покупку и монтаж насоса с лихвой окупятся за 1-2 года, в то время как жизненный цикл отопительной системы при правильной эксплуатации составляет не один десяток лет. Согласитесь, что игра стоит свеч.

ul

Устройство и принцип действия

Основными элементами ЦН являются корпус с камерой (улиткой), электродвигатель и крыльчатка, закреплённая на роторном вале. При вращении крыльчатки на входном патрубке создаётся зона пониженного давления, куда засасывается жидкость. На выходе, наоборот, возникает компрессия, и жидкость нагнетается в трубопроводную магистраль. При этом насос не создаёт избыточного давления, а лишь обеспечивает циркуляционный процесс.

ul

Типы циркуляционных насосов, их преимущества и недостатки

По своему назначению циркуляционные насосы делятся на промышленные и бытовые. Различие здесь только в производительности и способе крепления к трубопроводу (у промышленных агрегатов оно фланцевое). В конструктивном же плане существуют две принципиально разные схемы: с сухим и мокрым ротором.

У «сухого» насоса контакт ротора и теплоносителя исключён, поэтому он более производителен, чем его «мокрый» собрат. Однако на этом его преимущества заканчиваются и начинаются недостатки, такие как относительная громоздкость, шумность, потребность в охлаждающем вентиляторе. В этой связи эти агрегаты используются в основном там, где производительность играет решающую роль (например, на крупных тепловых пунктах, в промышленных зданиях и т.п.).

У ЦН, работающего по «мокрой» схеме, ротор мотора вращается в жидкой среде, которая служит и охладителем, и смазкой. Из-за этого КПД такого насоса ниже (порядка 50%), но этот недостаток с лихвой перекрывается такими положительными сторонами как:

  • компактность;
  • малое энергопотребление;
  • долгий срок службы;
  • бесшумная работа;
  • отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании;
  • оптимальное соотношение рабочих параметров.

Некоторые модели ЦН могут быть оснащены дополнительными функциями, а именно:

  1. термостатом (позволяет менять режим работы в зависимости от температуры теплоносителя);
  2. таймером (можно задавать время работы в определённое время);
  3. частотным преобразователем (автоматически меняет скорость вращения крыльчатки).

Все эти качества делают циркуляционные насосы для систем отопления незаменимым элементом в бытовой отопительной системе.

Маркировка

Маркировка ЦН, как правило, содержит параметры, которые указывают на предназначение агрегата и его технические данные. Например, маркировка ЦН популярного бренда Grundfos имеет вид:

UPS 25-40 130, где:

  • UP – указывает на циркуляционный тип агрегата;
  • S – тип управления (в данном случае ступенчатое);
  • 25 – диаметр резьбового соединения в мм;
  • 40 – высота подъёма (напор) в дм;
  • 130 – монтажная длина в мм.

Также на лицевой стороне обычно присутствует табличка с указанием силы тока и потребляемой мощности на различных скоростях (чаще всего их три).

ul

Как выбрать циркуляционный насос для отопления дома

Основными характеристиками, по которым подбирается насос, являются напор и расход. Напор нужен для преодоления гидравлического сопротивления труб и арматуры, а производительность должна быть достаточной, чтобы прокачать теплоноситель по всему контуру системы.

Существуют формулы для расчёта этих параметров, в которых учитывается площадь помещения, мощность отопительного котла, объём и теплотворность теплоносителя и т.д. Есть и таблицы, позволяющие сделать предварительную прикидку. Но всё же надёжнее обратиться к специалисту, имеющему практический опыт эксплуатации насосного оборудования: его экспертная оценка, скорее всего, окажется точнее теоретических выкладок.

Следующий шаг – определиться с фирмой-производителем. На рынке циркуляционных насосов есть общепризнанные лидеры, продукция которых обладает безупречной репутацией. К таким фирмам относятся, прежде всего, Grundfos, Willo, Speroni, Wester. Можно найти и более дешёвые китайские модели с похожими характеристиками, но здесь уж как повезёт. Стоит ли рисковать ради сомнительной выгоды, каждый решает сам.

ul

Особенности монтажа

Как правило, циркуляционные насосы для систем отопления устанавливается на обратной магистрали (так называемой «обратке») ближе к котлу. Это минимизирует гидравлические потери и риск образования воздушных пробок. Однако такой подход справедлив лишь для простых систем со слабо разветвлённым контуром. Если, например, в состав системы входит «тёплый пол», то ЦН монтируется перед ним.

Технически монтаж ЦН не представляет особых трудностей, особенно если используются пластиковые трубы и имеется специальный инструмент. Главное требование: вал насоса должен располагаться в горизонтальной плоскости, только в таком положении будет гарантирована надёжная смазка подшипника и охлаждение электродвигателя. И всё же эту работу, как и подбор насоса, лучше поручить профессионалу: ошибка может обойтись слишком дорого.

Похожие записи:

  • Группа безопасности для отопленияГруппа безопасности для отопления
  • Теплоаккумулятор для котлов отопленияТеплоаккумулятор для котлов отопления
  • Гаситель гидроударовГаситель гидроударов
  • GSM модуль для котлов отопленияGSM модуль для котлов отопления
  • Термоголовка для радиатора отопленияТермоголовка для радиатора отопления
  • Обратный клапан для систем отопления: типы, устройство, принцип действияОбратный клапан для систем отопления: типы, устройство, принцип действия

ul

Поделиться:
Нет комментариев