Как повысить кпд твердотопливного котла – схема котла на твердом топливе, размер самодельного котла отопления, конструкция, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Содержание

Повышаем эффективность (КПД) твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на твердом топливе, представлена сегодня целой группой аппаратов. Каждый твердотопливный котел, выпускаемый сегодня отечественными и зарубежными компаниями-производителями – это совершенно новые, высокотехнологичные нагревательные приборы. Благодаря внедрению в конструкцию отопительных приборов технических новшеств и оснащения устройствами автоматического контроля, удалось значительно повысить КПД, оптимизировать работу твердотопливных котлов.

В нагревательных приборах этого вида используется традиционный принцип действия, аналогичный хорошо знакомому для нас варианту печного отопления. Основное действие обусловлено процессом генерации тепловой энергии выделяемой при сгорании в топке котла угля, кокса, дров и других топливных ресурсов с последующей передачей тепла теплоносителю.

Как и другие устройства, обеспечивающие выработку, передачу энергии, котельное оборудование имеет свой коэффициент полезного действия. Рассмотрим более детально, что собой представляет КПД агрегатов, работающих на твердом топливе. Постараемся найти ответы на вопросы, связанные с этими параметрами.

Что такое КПД отопительных приборов

Для любого нагревательного агрегата, в задачу которого входит обогрев внутреннего пространства жилых зданий и сооружений различного назначения, важным компонентом была, есть и остается эффективность работы. Параметром, определяющим эффективность твердотопливных котлов, является коэффициент полезного действия. КПД показывает отношение затраченной тепловой энергии, выдаваемой котлом в процессе горения твердого топлива к полезному теплу, которым снабжается вся система отопления.

Выражается это соотношение в процентах. Чем лучше работает котел, тем выше проценты. Среди современных твердотопливных котлов есть модели с высоким КПД, высокотехнологичные, эффективные и экономичные агрегаты.

Для справки: в качестве грубого примера, следует оценить тепловой эффект, получаемый при сидении возле костра. Выделяемая при горении дров тепловая энергия способна обогреть ограниченное вокруг костра пространство и предметы. Большая часть тепла от горящего костра (до 50-60%) уходит в атмосферу, ни давая никакой пользы, кроме эстетического содержания, в то время как соседние предметы и воздух получают ограниченное количество килокалорий. Коэффициент полезного действия у костра минимальный.

Коэффициент полезного действия отопительной техники сильно зависит от того, какой вид топлива используется и каковы конструктивные особенности устройства.

К примеру: при горении угля, дров или пеллет выделяется разного количество тепловой энергии. Во многом КПД зависит от технологии сжигания топлива в камере сгорания и типа системы отопления. Другими словами, каждый вид нагревательных приборов (традиционные котлы на твердом топливе, агрегаты длительного горения, пеллетные котлы и аппараты, работающие за счет пиролиза), обладает своими технологическими особенностями конструкции, влияющие на параметры КПД.

Отражаются на эффективности котлов так же условия эксплуатации и качество вентиляции. Слабая вентиляция становится причиной нехватки воздуха, необходимого для высокой интенсивности процесса сжигания топливной массы. От состояния дымохода зависит не только уровень комфорта во внутренних помещениях, но и КПД обогревательной техники, работоспособность всей системы отопления.

Сопроводительная документация на отопительный котел должна иметь заявленный производителем КПД оборудования. Соответствие реальных показателей заявленной информации достигается за счет правильного монтажа аппарата, обвязкой и последующей эксплуатацией.

Правила эксплуатации котельных устройств, соблюдение которых оказывает влияние на величину КПД

Любой вид отопительного агрегата имеет свои параметры оптимальной нагрузки, которая должна быть максимально полезной, с технологической и экономической точки зрения. Процесс эксплуатации твердотопливных котлов построен таким образом, что большую часть времени техника работает в оптимальном режиме. Обеспечить такую работу позволяет соблюдение правил эксплуатации отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. В данном случае необходимо придерживаться и следовать следующим пунктам:

необходимо соблюдать приемлемые режимы дутья и работы вытяжки;
постоянный контроль над интенсивностью горения и полноты сгорания топлива;
контролировать величину уноса и провала;
оценка состояния нагреваемых в процессе горения топлива поверхностей;
регулярная чистка котла.

Перечисленные пункты являются тем необходимым минимумом, которого нужно придерживаться во время эксплуатации котельного оборудования в отопительный сезон. Соблюдение простых и понятных правил позволит получить заявленный в характеристиках КПД автономного котла, улучшить работу твердотопливного котла.

Можно сказать о том, что каждая мелочь, каждый элемент конструкции нагревательного прибора сказывается на величине коэффициента полезного действия. Правильно сконструированный дымоход, система вентиляции обеспечивают оптимальный приток воздуха в топочную камеру, что существенно отражается на качестве горения топливного продукта. Работа вентиляции оценивается величиной коэффициента избытка воздуха. Чрезмерное увеличение объема поступающего воздуха приводит к перерасходу топлива. Тепло интенсивнее уходит через трубу вместе с продуктами горения. При уменьшении коэффициента работа котлов существенно ухудшается, высока вероятность возникновения в топке зон, ограниченных кислородом. При такой ситуации в топке начинает образовываться и скапливаться в больших количествах сажа.

Интенсивность и качество горения в твердотопливных котлах требуют постоянного контроля. Загрузка топочной камеры должна выполняться равномерно, не допуская очаговых возгораний.

На заметку: уголь или дрова равномерно распределяются по колосникам или по решетке. Горение должно проходить по всей поверхности слоя. Равномерно распределенное топливо быстро подсыхает и горит по всей поверхности, гарантируя полное выгорание твердых компонентов топливной массы до летучих продуктов горения. Если вы правильно заложили топливо в топку, пламя пи работе котлов будет ярко желтого, соломенного цвета.

Во время горения важно не допускать провалов топливного ресурса, иначе придется столкнуться с существенным механическими потерями (недожог) топлива. Если не контролировать положения топлива в топке, упавшие в зольный ящик крупные фрагменты угля или дров могут привести к несанкционированному возгоранию остатков продуктов топливной массы.

Сажа и смола, скопившаяся на поверхности теплообменника, уменьшают степень нагрева теплообменника. В результате всех перечисленных нарушений условий эксплуатации уменьшается полезный объем тепловой энергии, необходимой для нормальной работы системы отопления. Как следствие, можно говорить о резком снижении КПД отопительных котлов.

Факторы, от которых зависит КПД котлов

Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:

агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
пеллетные котлы;
аппараты пиролизного типа.

КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.

На заметку: одной загрузки вполне достаточно для работы аппарата на оптимальных режимах до 12-14 часов.

Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия — влажность топлива не должна превышать 20%.

Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.

Для справки: К первым относятся стальные изделия. Для снижения рыночной стоимости агрегата, компании – производители используют основные элементы конструкции, выполненные из стали. Например, теплообменник изготавливается из высокопрочной жароустойчивой черной стали толщиной 2-5 мм. Таким же образом изготавливаются нагревательные трубчатые элементы, используемые для нагрева основного контура.

Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.

В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма. Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%. Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.

Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.

В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.

В конструкции чугунных агрегатов используются теплообменники, изготовленные из чугунного сплава особой марки, обладающего высокой теплоотдачей. Такие котлы чаще всего используются для открытых отопительных систем отопления. Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках.

КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования. Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

отправляем в топку дрова определенного количества;
засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 ⁰С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма используем общепринятое значение — 1 кг. дров = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров. В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения. Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460⁰С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600 = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования. Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано. За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Выводы

Несмотря на обилие моделей современной отопительной техники, твердотопливные котлы продолжают оставаться одним из эффективных и доступных видом нагревательного оборудования. В сравнении с электрическими котлами, которые имеют КПД до 90%, агрегаты на твердом топливе обладают высоким экономическим эффектом. Увеличение коэффициента полезного действия на новых моделях, позволило этому виду котельного оборудования вплотную приблизиться к электрическим и газовым котлам.

Современные аппараты на твердом топливе способны не только работать длительное время, используя доступное по цене природные топливные ресурсы, но и обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

znatoktepla.ru

твердотопливные котлы – Как увеличить КПД котла, век живи век учись

Как увеличить КПД котла (коэффициент полезного действия)? Не важно какого: пеллетного котла, дизельного котла или газового… Не секрет, что все, кто купил в свое хозяйство отопительный котел, как правило свято верят в КПД котла, который указан в Руководстве по его эксплуатации, или в Инструкции к котлу. А там, как правило, стоит — 85%, 90%, 92% и даже 95%. Но мало кто знает, что в момент работы котла он крайне редко достигает КПД, указанного в документах производителя. Почему? Давайте разбираться.

Итак,

КПД котла зависит от многих параметров:

соответствует ли вид топки топливу, которое в нем сжигается,
от технического состояния котла,
от нагрузкив которой котел эксплуатируется,
от организации процесса сжигания топлива в котле,
от качеста топлива,
и т.д. и т.п.

Надо знать, что баланс тепла, вырабатываемого отопительным котлом, складывается из следующих величин:

q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 100%, где

q1 — тепло, переданное теплоносителю (как правило, вода),
q2 — потери тепла с отходящими газами,
q3 — потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (химический недожег),
q4 — потери тепла от механической неполноты сгорания (механический недожег),
q5 — потери в окружающую среду из-за рассеивания тепла.

А теперь самое интересное:

Потери тепла с отходящими газами (q2) тем больше, чем больше проходит через топку котла избыточного воздуха (воздуха, который не принимает участия в самом процессе сжигания топлива), а так же чем выше температура отходящих газов. Потери тепла с отходящими газами может достигать … 15-25%. Такие потери характерны в зимние месяцы, когда котел работает на максимуме. Как уменьшить эти потери- читайте в следующей статье.

Потери тепла от химического недожега (q3) тем больше, чем больше окиси углерода (угарного газа), имеющего высокую теплотворную способность, покидает котел через дымовую трубу, не сгорая в котле. Самое интересное то, что химический недожег это следствие недостаточного количества воздуха в камере сгорания котла. При неполном сгорании углерода, часть его образует окись углерода: 2С + О2= 2СО. При этом и происходит значительная (как я уже написал)потеря тепла. Потери

КПД котла от химического недожега могут достигать 5-7%.

Потери тепла от механического недожега (q4) характерны главным образом для твердотопливных котлов. Они образуютс в следствии появления шлака в топке, который плавится и обволакивает несгоревшее топливо. Чем выше зольность топлива и чем меньше летучих веществ в своем составе оно имеет- тем больше его механический недожег. Вообще q4 может достигать 1-3%.

Потери тепла в окружающую среду из-за рассеивания тепла (q5) — это потери, которе происходят через стенки котла, через его внешнюю облицовку. Они могут достигать 1-2%.

Так каков же реальный КПД котла?

Таким образом, если в Паспорте вашего котла указан КПД 90%. То нужно понимать, что это КПД, которого можно добиться, если котел работает в номинальном режиме, и в нем сжигается неплохое топливо с низкой зольностью. Если же учесть другие факторы, с которыми сталкивается владелец котла при его эксплуатации, то реальный КПД котла может снижаться до 65- 70% (!!!)

Как максимально приблизиться к номинальному КПД?

Есть небольшие хитрости, которые нужно знать и про которые будем говорить в следующей статье, которая не заставит себя долго ждать.

Так же на эту тему Вы можете почитать:

Теплотехнический расчет помещения. Рассчитываем мощность котла. Статья №4
Теплотехнический расчет помещения. Потери на отопление. Статья №3
Теплопотери- как правильно выбрать мощность котла
Fuzzy logic и лямбда-зонд пеллетного котла Kostrzewa
Особенность эксплуатации пеллетного котла Kostrzewa

В первой статье про КПД котла была дана в некотором роде теория того от чего же зависит этот самый КПД и почему заявленный производителями КПД котла как правило оказывается значительно ниже в реальных условиях эксплуатации котельного оборудования.

Сегодня будет написано про прикладные вещи, а именно про то что нужно сделать один раз и за чем нужно следить каждый день, чтобы приблизить КПД Вашего котла к цифрам, заявленным производителями. Итак.

КПД котла будет выше, если…

Уменьшить потери тепла с уходящими газами, а для этого:

— следите, чтобы поверхности нагрева, жаровые трубы внутри котла не зарастали сажей и золой.

— следите, чтобы поверхность труб, по которым идет теплоноситель не зарастал накипью, а для этого не меняйте теплоноситель в своей системе отопления каждый месяц или полугодие или год (некоторые сливают теплоноситель очень часто, а потом удивляются … почему расход топлива стал расти?..)

— в морозы, зимой, как правило увеличивается тяга в дымовой трубе, тем самым увеличивается количество избыточного воздуха (лишний воздух, который не принимает участие в процессе горения) в горелке котла. Исключите появление избыточного воздуха в котле, который и выносит через дымовую трубу все тепло из котла. Для этого установите на дымовую трубу ограничитель тяги. Это не дорогое устройство (его цена будет не выше 3000 руб), но вы на нем сэкономите много денег, т.к. именно оно увеличивает КПД котла.

ограничитель тяги

Ограничитель тяги устанавливается на дымовую трубу котла. Его главное предназначение- поддержать постоянное давление на выходе дымовых газов из котла. Он работает в автоматическом режиме и не требует для своей работы электричества. Поставил, настроил и забыл. Зато какая польза! Купите его в интернете, либо в соответствующем магазине.

Установите в жаровые трубы котла турбулизаторы. Они выглядят как выгнутые в некоторых местах по своей длине металлические пластины, либо (у некоторых производителей) как металлические спирали. Они увеличивают теплообмен между горячими дымовыми газами, идущими внутри котла и теплоносителем, который находится за стенкой котла.

Турбулизаторы могут стоить дороже, чем ограничитель тяги. Их цена доходит до 9000 и 20000 руб, в зависимости от мощности котла. Купить их в магазине не получится. По крайней мере, я не видел. Ну, а вот производители котлов с удовольствием предложат их Вам. Спрашивайте и устанавливайте. Как они выглядят — смотрите на рисунке.

турбулизатор

С этим разобрались, двигаемся дальше.

КПД котла будет выше, если…

Максимально исключить химический недожег топлива обеспечьте нужный коэффициент избытка воздуха внутри котла (1,2-1,3 для твердого топлива, 1,05- 1,15 для газа), а для этого:

— Установите на дымовую трубу котла ограничитель тяги, о котором я уже написал выше,

— Покупайте свой котел ТОЛЬКО в специализированной организации, которая при пуске котла ОБЯЗАТЕЛЬНО, с помощью дорогостоящего прибора — газоанализатора, отрегулирует Вам необходимый объем воздуха, проходящий через котел. ТРЕБУЙТЕ сделать это, заплатите за это деньги. В противном случае Вы будете каждый день тратить лишние деньги на топливо.

— Старайтесь покупать котел с установленным лямбда-зондом, который призван поддерживать нужный баланс воздуха и топлива в горелке котла

КПД котла будет выше, если…

газоанализатор

Максимально исключить механический недожег топлива, а для этого:

— покупайте топливо с низкой зольностью. Если Вы топитесь пеллетами, то зольность должна быть не выше 0,7%. Если углем — как можно менее зольной уголь. Пусть оно будет дороже. Пусть оно будет дороже в 2 раза, чем топливо с высокой зольностью. Не ведитесь на цену! Сэкономив на топливе- Вы переплатите на ремонтах и низком КПД котла.

Вот такие простые и одновременно сложные для выполнения советы, выполнив которые Вы существенно увеличите КПД своего котла. Сделайте хоть какие из них (а лучше все) и Вы удивитесь на сколько меньше денег Вы будете тратить как на ремонт своего котла, так и на отопление своего дома.

teplo-faq.net

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла – способ повысить КПД

100% КПД не бывает. Законы физики просто не дают ни единого шанса на такой результат. А очень жаль, согласитесь. Ведь очень хочется, чтобы отопительный котел работал не с заявленным КПД, например, 75%, а 80% и даже больше. Как это сделать? Конечно существует множество вариантов, которые зависят и от типа топлива, от самой системы и прочего. Однако есть еще один беспроигрышный вариант – установка теплоаккумулятора. Зачем он нужен, как система работает вместе с ним, а также многие другие вопросы мы рассмотрим в этой статье.

Роль теплоаккумулятора

Конечно, первый возникающий вопрос – а зачем в отопительной системе вообще нужен этот неведомый агрегат? Какие проблемы он решает?

Во-первых, начнем с того, что теплоаккумулятор – это огромный бак с отличной теплоизоляцией.
В него поступает горячая вода от котла и сохраняется там до тех пор, пока системе не потребуется приток теплоносителя. Вообще установка этого оборудования практикуется чаще всего с твердотопливными котлами. И дело тут заключается в специфике сгорания топлива: твердое топливо сгорает не сразу, а по прошествии какого-то промежутка времени. А это означает, что после загрузки очередной партии топлива котел не сможет нагревать воду для системы отопления какое-то время. Дом начнет остывать, и этот процесс будет длиться какое-то время, пока дрова или уголь не начнут отдавать свой жар теплоносителю.

Чтобы избежать таких перепадов и не остаться без тепла на продолжительное время, и нужен теплоаккумулятор.

Какие еще функции выполняет это устройство?

Предотвращает перегрев котла – возможно такое, что загруженная партия топлива догрела теплоноситель до нужно температуры, но не прогорела полностью и продолжается нагрев системы. Если излишек воды никуда не деть, котел может перегреться, а трубы – лопнуть. В теплоаккумулятор как раз и сливается этот излишек.

Повышает КПД котла до 85% — это касается котлов на твердом топливе. Один из вариантов предотвращения перегрева – слив кипятка в канализацию. Только представьте сколько топлива было куплено и сожжено просто так, потому что таким котлом довольно трудно управлять. Этот бак не позволяет вашим деньгам утекать в канализацию. Когда система не нуждается в притоке горячей воды, она направляется в этот бак.
Упрощается управление котлом – как мы уже сказали, котла на твердом топливе труден в контроле. Установка бака решает эти трудности – вам не нужно будет постоянно бегать и догружать небольшую порцию дров, чтобы теплоноситель нагрелся еще немного.
Всегда под рукой горячая вода – вы в любой момент времени будете обеспечены объемом горячей воды для всех своих нужд (душа, ванны, мытья посуды и пр.)

Выгода при использовании теплоаккумулятора

Насколько оправдана покупка такого устройства и его установка? Эффективен ли этот аккумулятор тепла? Это мы узнаем, рассмотрев простую ситуацию.

Итак, у вас дом и твердотопливный котел подходящей мощности – 11 кВт, в который нужно загружать дрова, уголь или пеллеты каждые 3-3,5 часа. Согласитесь, встать 3 раза за ночь – не самая приятная перспектива, поэтому нужно как-то увеличить интервалы между загрузками топлива. Как это сделать?

Вариант №1 – купить котел большей мощности, чтобы в него можно было положить больше дров и они прогорали бы дольше. Но это не оптимальный вариант, так как котел будет вырабатывать такое количество теплой воды, которое просто не сможет использоваться системой в нужное время. А это говорит о перегреве и закипании теплоносителя.

Вариант №2 – установить теплоаккумулятор на 280 литров. Он позволит накопить около 150 кВт энергии, если вы будете некоторое время загружать котел полностью. Тот запас горячей воды, которую он накопит за время работы котла, вам хватит на 10-12 часов. В это время в котел не нужно подбрасывать топливо.

Когда нужен теплоаккумулятор?

В этой главе мы рассмотрим, а в каких случаях владельцам стоит задуматься об установке теплоаккумулятора, а кому он не потребуется.

Если у вас большая потребность в горячей воде – под большой подразумевается семья из 5 человек и более и несколько санузлов. В таком случае вам не придется ждать покааааа там вода нагреется.
Если у вас твердотопливный котел – в таком случае установка емкости практически обязательна, если вы не хотите каждые несколько часов бегать закладывать дрова.
В вашем регионе действуют льготные тарифы на электроэнергию – тогда теплоаккумулятор позволит сохранять горячую воду, нагретую в ночное время по более дешевому тарифу.
Есть циркуляционные насосы в системе отопления.
Смонтированы батареи альтернативных источников тепла (ветряные, солнечные).
Вам нужно скоординировать работу нескольких отопительных устройств (например, твердотопливного и электрического котлов).

Как работает система с теплоаккумулятором?

Теперь давайте разберем как будет работать отопительная система с котлом и встроенным теплоаккумулятором.

После включения системы активируется циркуляционный насос (располагается на линии между котлом и теплоаккумулятором). Он начинает работать, и холодная жидкость из нижней части емкости начинает поступать в котел. После достижения заданной температуры эта вода обратно подается в теплоаккумулятор, но уже в верхнюю часть. Смешивание воды не происходит из-за разницы в плотности у горячей и холодной воды. Так постепенно горячая вода заполняет все пространство емкости.
Далее активизируется циркуляционный насос, который располагается на «обратке». Он накачивает холодный теплоноситель в нижнюю часть теплоаккумулятора (ТА). Это приводит к тому, что поступившая холодная вода вытесняет горячую, заставляя ее течь по магистрали к радиаторам отопления.
Когда загруженная порция топлива прогорит, то горячая вода из емкости будет продолжать поступать в приборы отопления, поддерживая заданную температуру воздуха в доме. Чуть позже в котел требуется загрузить еще порцию дров/угля/пеллетов, чтобы после полного израсходования запасов успела нагреться очередная порция воды. Время работы системы на теплоносителе из ТА зависит как от мощности котла, отапливаемой площади, так и от количества приборов отопления.

Плюсы и минусы теплоаккумулятора

Теперь нужно узнать все «за» и «против» по установке теплоаккумулятора. Что мы получим, купив и вмонтировав его в систему, а также за чем нужно будет более внимательно следить.

Увеличивается эксплуатационный срок отопительного оборудования. Это вполне логичное последствие, ведь теплоаккумулятор исключает перегрев системы.
Исключен режим пиковых и чрезмерных нагрузок на котел. Это уменьшает износ оборудования и также повышает срок его службы.
Стабилизируется температура отопления во всем доме .
Экономия топлива до 30% и увеличение КПД .
Комфорт для пользователя. Как мы уже успели отметить ранее, увеличивается период загрузки топлива, а значит, вам не придется подниматься ночью, чтобы закинуть очередную партию дров.
Предотвращено поступление холодной жидкости в горячий теплообменник после активации насоса. Это часто встречающаяся ситуация при отключении электричества в здании.

Высокая инерционность системы – вам придется ждать длительное время, пока дом нагреется, ведь сначала нужно наполнить ТА. Поэтому такая система не подходит для дома, куда вы наведываетесь периодически. Вам будет просто невыгодно каждый раз тратить такое количество времени и ресурсов.
Особые требования к монтажу – как вы сами можете догадаться, емкость на 200 литров и более требует много свободного места, а устанавливаться ТА должен рядом с котлом. Вам придется позаботиться о подходящем помещении.
Высокая стоимость – по сути это огромный термос с отличной теплоизоляцией, поэтому промышленные теплоаккумуляторы, сделанные на совесть, стоят очень дорого, порой даже больше, чем сам котел. Однако в следующей нашей статье мы рассмотрим как сделать теплоаккумулятор своими руками .

Характеристики выбора

Если вы все же задумались о покупке теплоаккумулятора, то вам стоит обратить внимание на следующие важные параметры:

Вес и габариты – это учесть вам нужно в первую очередь. При покупке обязательно убедитесь, что присмотренная вами модель точно поместится в свободное пространство, которое вы и отвели под емкость.

Если разместить емкость никак не удастся, то возможна замена на несколько теплоаккумуляторов, чей суммарный объем равен нужному.

Наибольшее давление жидкости в отопительной системе – этот параметр напрямую влияет на форму емкости, а также на толщину ее стенок. Если давление составляет около 3 Бар или меньше, то форма и толщина не играют никакой важной роли. А вот если давление уже больше, к примеру, 4-6 Бар, то будет лучше, если ТА будет иметь тороидальную форму с круглыми выпуклыми крышками.

Наибольшая допустимая для ТА температура – она не должна быть меньше, чем максимальная температура, до которой может нагреться теплоноситель в вашей системе.

Материал теплоаккумулятора – тут возможны 2 варианта: нержавеющая сталь или мягкая углеродистая сталь с покрытием, устойчивым к ржавчине. Конечно модели из «нержавейки» стоят дороже своих «собратьев».

Дополнительные возможности – будет лучше, если в вашей модели производитель заранее предусмотрел последующую установку ТЭНов и дополнительных встроенных теплообменников.

Расчет объема теплоаккумулятора

Как мы уже говорили ранее, объем теплоаккумулятора – важнейшая задача, которую нужно решить перед покупкой. Слишком маленький бак не сможет должным образом выполнять свою функцию, а слишком большой настолько повысит инерционность системы, что расход топлива будет неоправданно высоким.

Поэтому есть 2 способа как приблизительно рассчитать объем бака ТА:

Исходя из общей площади отапливаемых помещений. В таком случае эту цифру нужно просто умножить на 4. Так, для дома на 150 кв.м. потребуется теплоаккумулятор объемом 600 литров.
Исходя из мощности котла. При таком раскладе значение мощности нужно умножить на 25. К примеру для устройства на 15 кВт потребуется бак емкостью 15*25= 375 литров.

Для точности выбора рекомендуем взять запас в 10-15% к полученной цифре. Так вы приобретете подходящую модель ТА.

Существует и верхний предел по объему ТА: так на 1 кВт мощности котла не должно приходиться более 50 литров аккумулятора. То есть для котла на 10 кВт максимально допустимый объем теплоаккумулятора – 500 литров. В противном случае он будет уже неэффективным.

Варианты подключения теплоаккумулятора

Для эффективной работы это устройство нужно еще и подключить к системе правильно. Существует 2 распространенных способа как это можно сделать. В зависимости от вашей конкретной ситуации вы можете выбрать подходящий именно вам.

С подмешиванием

Это самая простая в реализации схема, которая подходит для гравитационных систем. Ее главное преимущество в том, что она не прекратит свою работу даже при отключении электричества.

В таком случае теплоаккумулятор устанавливают выше отопительных приборов (радиаторов и пр.). В схеме также предусмотрен насос, обратный и трехходовой клапан.

В самом начале работы, когда вода в котле еще только начинает нагреваться, она под влиянием насоса подается от котла к радиаторам через трехходовой клапан. Этот процесс прекращается только когда температура теплоносителя сравнивается с заданной, например, в 55˚С.

Тогда клапан станет подавать холодную жидкость из нижней части емкости ТА в таком количестве, чтобы соблюдались установленные 55˚С. Через верхний патрубок ТА, который подключен к котлу, в теплоаккумулятор начнет подаваться горячая вода до полного наполнения. По истечении какого-то периода времени топливо прогорит, вода подающей трубе начнет остывать. Как только ее температура упадет ниже 55˚С, термостат даст сигнал о начале подачи теплоносителя уже из емкости ТА, а не из котла. После наполнения трехходовой клапан встанет на место.

Обратный клапан подключается по параллельной схеме с трехходовым и вступает в игру, когда выключается насос. Тогда котел будет взаимодействовать с ТА напрямую, без «посредников», а вода из теплоаккумулятора будет поступать к радиаторам.

С гидравлическим разделением

Данный вариант является более проблемным и дорогим в исполнении и реализации, однако его эффективность покрывает все эти трудности.

Такая схема требует бесперебойной подачи электричества. Поэтому у вас в обязательном порядке должна иметься автономная электростанция или источник бесперебойного питания.

Суть этой схемы в том, что теплоаккумулятор является буферной емкостью, а в первичный контур монтируется узел подмешивания.

Кроме того группа безопасности, а также остальные приборы конструктивно находятся в одном блоке, при этом вода течет в теплоаккумулятор, а не в отопительную систему.

Огромное преимущество такой схемы в том, что на выходе возможно подключение какого угодно количества ветвей отопления. Каждая должна оснащаться своим личным циркуляционным насосом.

Особенности установки теплоаккумулятора

Выполнить эту процедуру вы можете даже своими руками, так как она не очень сложная. Однако знать следующие нюансы вы просто обязаны:

Обязательна установка запорной арматуры и термометров на всех контурах.
Подключать лучше с использованием фланцевых соединений.
В нижней части ТА установите дренажный кран.
Не забудьте про воздухоотводчик, который нужно монтировать на исходящем контуре.
Группу безопасности также никто не отменял.

Работа котла и теплоаккумулятора:

В следующем вы наглядно увидите как теплоаккумулятор работает в системе с 2мя котлами: твердотопливным и электрическим:

Свежие записи

Архивы

http://bulkaet.ru

legkoe-delo.ru

Как увеличить КПД котла, век живи век учись — статья №1

Итак,

КПД котла зависит от многих параметров:

соответствует ли вид топки топливу, которое в нем сжигается,
от технического состояния котла,
от нагрузкив которой котел эксплуатируется,
от организации процесса сжигания топлива в котле,
от качеста топлива,
и т.д. и т.п.

Надо знать, что баланс тепла, вырабатываемого отопительным котлом, складывается из следующих величин:

q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 100%, где

q1 — тепло, переданное теплоносителю (как правило, вода),
q2 — потери тепла с отходящими газами (физический недожег),
q3 — потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (химический недожег),
q4 — потери тепла от механической неполноты сгорания (механический недожег),
q5 — потери в окружающую среду из-за рассеивания тепла.

А теперь самое интересное:

Потери тепла с отходящими газами (q2) или физический недожег тем больше, чем больше проходит через топку котла избыточного воздуха (воздуха, который не принимает участия в самом процессе сжигания топлива), а так же чем выше температура отходящих газов. Потери тепла с отходящими газами может достигать … 15-25%. Такие потери характерны в зимние месяцы, когда котел работает на максимуме. Как уменьшить эти потери- читайте в следующей статье.

Так каков же реальный КПД котла?

Как максимально приблизиться к номинальному КПД?

Есть небольшие хитрости, которые нужно знать и про которые будем говорить в следующей статье, которая не заставит себя долго ждать. Вот она.

pelletcom.ru