Бак аккумулятор горячей воды: функции, устройство, объем, подключение

В средней полосе России ни один частный дом, предназначенный для круглогодичного проживания, не может обойтись без системы отопления. В качестве источника обогрева, как правило, используют котёл, работающий от природного газа, электричества или иного вида топлива. Нагретый теплоноситель циркулирует по системе из трубопроводов и, проходя через радиаторы, обеспечивает тепловое излучение, за счёт чего идёт обогрев. Некоторые виды котельного оборудования производят избыток тепла, и для таких агрегатов изготавливаются и устанавливаются в систему баки-аккумуляторы. Перед покупкой оборудования нужно провести расчет бака-аккумулятора.

Водяной бак аккумулятор для отопления – это накопительное устройство, устанавливаемое в котельной жилого дома. Представляет собой резервуар с повышенным уровнем теплоизоляции, в котором собирается приготовленный теплоноситель для раздачи тепловой энергии по точкам потребления в помещении, когда котёл отключается. Резервуар выполняет следующие функции:

• Аккумулирует тепловую энергию, выделяемую котлом во время приготовления жидкости для обогрева с целью её последующей передачи в радиаторы, установленные в жилых помещениях.
• Регулирует нагрев теплообменников в котле, снижая риск их перегрева и выхода из строя.
• Аккумулятор позволяет разделить систему отопления на несколько контуров, на один из которых тепловая энергия подаётся без сгорания топлива.
• Бак может собирать тепло с котлов любого типа, вне зависимости от источника нагрева.
• При установке в одном помещении комбинированной системы из разных котлов, достаточно обвязки системы с подключением одного бака-аккумулятора повышенной ёмкости.

Купить буферную емкость можно в нашем интернет-магазине.

• Благодаря способности сохранять тепло длительное время, повышает КПД системы, сокращая расход топлива.
• Отлично комбинируется с котлами, работающими на твёрдом топливе, исключая необходимость постоянного поддержания тепла с загрузкой в топку новых брикетов.

Благодаря универсальности конструктивных и технологических решений, оборудование может использоваться одновременно для отопления и для системы горячего водоснабжения.

Бак аккумулятор для воды может иметь прямоугольную или цилиндрическую форму, с объёмом буферной зоны для накопления горячей воды от 200 до 3000 литров, в зависимости от общей площади помещений в доме и расчётных нагрузок на систему отопления. Каждое подобное устройство имеет в составе своей конструкции следующие функциональные элементы:

Резервуар для накопления жидкости. В зависимости от класса оборудования, может быть эмалированным, с титановым напылением, с полимерным покрытием или изготовленным из высококачественной стали, как у модели Storatherm Heat, H 1500/R от компании Reflex.

• В донной части устройства расположен пластинчатый теплообменник, повышающий эффективность работы прибора.
• Большинство моделей оснащаются ТЭНами с защитным покрытием против накипи, позволяющими поддерживать тепло длительное время.
• Для предотвращения возникновения окислительных реакций, современные баки-аккумуляторы снабжаются металлическим стержнем – магниевым анодом, который необходимо периодически заменять.

• Система подающих и выходных патрубков, к которым можно подключать гидрострелку для обеспечения возможности раздачи теплоносителя по разным контурам отопления в доме.
• Устройства повышенной ценовой категории снабжаются термостатами и элементами автоматического контроля температуры, а также функцией защиты от перегрева.

В продаже представлены приборы с разными объёмами рабочей камеры и в различном конструктивном исполнении. В зависимости от поставленных задач, тепловые баки могут быть лишены теплообменника и выполнять функцию термоса, что позволяет им держать тепло внутри изолированного резервуара от 12 часов до суток.

Главным параметром оборудования является объём рабочей камеры, предназначенный для накопления горячего теплоносителя. Требуемый внутренний объём устройства определяется расчётом и зависит от следующих критериев:

• Суммарные нагрузки на систему обогрева в здании. На данный параметр влияет количество отопительных приборов, коэффициент компактности здания, общая площадь отапливаемых помещений, а также строительный объём дома.
• Мощность котлов, установленных в системе отопления с учётом потенциального количества избытка тепловой энергии.
• Требуемая температура теплоносителя в сети, определяемая из общих рабочих параметров системы.
• Собственные характеристики оборудования, а именно, время зарядки аккумулятора и его разрядки из-за теплопотерь через ограждающую конструкцию корпуса.

Подставляя данные параметры в формулу, определяется минимальный объём резервуара накопительного бака и планируемая экономия топлива на время отключения котла при работе аккумулятора.

Чтобы после покупки и монтажа в контур отопления бак-аккумулятор выполнял свою функцию и обеспечивал жилое пространство необходимой тепловой энергией хотя бы несколько часов в сутки во время холодной зимы, нужно провести вычисление. Расчет бака аккумулятора для отопления необходимо провести в соответствии со следующим алгоритмом:

• Проводится расчёт инженерных нагрузок на систему отопления, из расчёта суммарной потребности помещений в тепловой энергии за 24 часа.

Для определения данного показателя, при наличии смонтированной системы отопления и счётчика учёта потребления тепла, можно просто зафиксировать разницу показаний на индикаторе.

На сайтах крупных компаний, занимающихся реализацией оборудования для отопления, имеются интерактивные калькуляторы для подсчёта нагрузок. Показатели определяются исходя из формул и граничных значений.

Например, если дом имеет отапливаемую площадь 80 м2, то при расчётной температуре холодного воздуха -22 °C для обеспечения внутренней температуры +20 °C, с учётом теплопотерь через окна и ограждающие конструкции, требуется около 120 кВт*ч за 24 часа.

Заказать монтаж системы отопления можно в нашей компании. Чтобы ознакомиться со стоимостью работ и порядком оказания услуги и связаться со специалистом, перейдите в раздел «услуги».

• Для обеспечения такого потребления тепла требуется котёл с мощностью 20 кВт. Если в расчёт принимается твердотопливное устройство, то среднее время теплоотдачи с одной растопки составит от 3 до 4 часов. Таким образом, с каждой растопки оборудование способно выдать тепловую энергию размере 80 кВт*ч в течение 4 часов.
• Водяной аккумулятор тепла имеет стандартный рабочий диапазон температур в пределах 95 °C, а вода, которая является теплоносителем обладает теплоёмкостью 4200 Дж/(кг*°C), и эта величина принимается по таблицам СНиП.

Для разбора тепла в радиатор должна поступать вода с температурой не более 60 °C, что требуется в соответствии с нормами безопасности для жилых помещений.

Для приготовления 1000 литров теплоносителя, на каждый 1 °C температуры требуется около 1,2 кВт*ч тепловой энергии. Если разница между требуемой и реальной температурой теплоносителя оставляет 95 °C–60 °C = 35 °C, то бак способен накопить 42 кВт*ч.

• Таким образом, учитывая, что котёл в среднем топится 2 раза в сутки и расходует энергию за 4 ч, для сохранения тепла в доме до следующей растопки требуется бак аккумулятор горячей воды объемом около 1200 литров.

В видео подробно описывают алгоритм расчёта объёма теплоаккумулятора

Для обеспечения комфортного проживания в наиболее холодные месяцы в году, лучше принять реальный объём бака с небольшим запасом. Например, если для обогрева 80 м2 требуется 1200 литров, то лучше приобрести оборудование с объёмом 1500 литров. Модель такого объема есть в ассортименте бренда Reflex. Оборудование имеет теплоизоляцию и гладкотрубный теплообменник для системы отопления.

С увеличением отапливаемой площади, соответственно, требуемый объём резервуара также возрастает. Подбор бака аккумулятора является важным шагом при устройстве энергоэффективной системы отопления частного жилого дома.

Если домовладелец имеет в своём распоряжении большой коттедж с площадью 300 м2 и более, то для поддержания тепла в период между работой котлов потребуется включить в систему несколько баков-аккумуляторов и подключить на каждый из них разные контуры отопления. В этом случае, расчет бака аккумулятора горячей воды ведётся для каждого устройства отдельно, после чего показатели суммируются для проверки полученных значений.

В ролике схематично показана работа бака аккумулятора

Теплоаккумулятор устанавливается в котельной, в непосредственной близости от источника тепловой энергии. Схема обвязки прибора не вызывает трудностей, и большинство домашних мастеров, имеющих небольшой навык в сантехнических работах, могут выполнить монтаж, подключение и настройку оборудования своим руками. Чтобы результат оправдал ожидания, работы нужно проводить в соответствии со следующим алгоритмом:

• Вся жидкость, предназначенная для обогрева помещения, сливается из системы.
• Выбирается место для установки бака.
• В зависимости от типа крепления, бак аккумулятор гвс/отопления монтируется на стену, либо устанавливается на пол котельной.
• На баке имеются 2 патрубка – на ввод и на вывод. К выводному участку трубы монтируется обратный клапан, который будет блокировать обратный ток теплоносителя.
• На оба патрубка через резьбовое соединение монтируются запорные краны с шаровым механизмом. Их установка требуется для обеспечения обслуживания прибора с возможностью его демонтажа без необходимости опорожнения всего контура.

В видео рассказывают, как подобрать теплоаккумулятор для котла отопления

• К подающему патрубку присоединяется циркуляционный насос. Данное оборудование предназначено для принудительной закачки жидкости, приготовленной в котле, в бак-аккумулятор.
• Магистраль, отходящая от котла, фиксируется к верхнему патрубку теплоаккумулятора.
• К насосному оборудованию через многоотводной штуцер крепятся датчик температур и другие детали автоматики.
• Ко второму патрубку в верхней части резервуара монтируется подающий трубопровод.
• На обратной магистрали устанавливается ещё один циркуляционный насос той же мощности, который обеспечит движение теплоносителя по контуру отопления.
• При наличии в конструкции прибора ТЭНа, выполняется электроподключение бака в сеть. При риске перепадов напряжения, подключение лучше проводить через стабилизатор. Учитывая, что совместная работа влажной среды и электрического прибора может вызвать короткое замыкание, необходимо предусмотреть заземляющий контур.

При подключении к баку-аккумулятору тепловой энергии нескольких контуров отопления, либо при дополнительной установке подающей магистрали системы ГВС, необходимо обеспечить монтаж гребенки на выводном патрубке агрегата.

В видео подробно рассказывают, как установить накопительную емкость

Если речь идёт не об отоплении, а, наоборот, о кондиционировании помещений, многие домовладельцы пытаются уйти от устаревших сплит-систем, которые потребляют много электроэнергии, требуют заправки фреоном и портят фасад здания. На смену такому кондиционированию постепенно приходит система чиллер-фанкойл. Оборудование представляет собой единое компрессорное помещение и закольцованный трубопровод, по которому циркулирует хладореагент.

Жидкость, проходя через помещения, попадает на теплообменники устройств, раздающих холод – фанкойлы, работающие по тому же принципу, что и внутренние блоки сплит-систем. Разогретый после отдачи холода носитель энергии по обратному трубопроводу возвращается в компрессорную для повторного охлаждения.

Для стабилизации работы системы и исключения температурных перепадов, в гидравлическом контуре, рядом с компрессорным оборудованием устанавливается бак-аккумулятор. В данный резервуар поступает и накапливается охлаждённая жидкость, а суммарная температура стабилизируется до постоянных значений. В зависимости от количества точек разбора энергии холода, объём данного бака определяется, согласно приведённому ниже расчёту:

• Суммарный объём бака для чиллера, Vобщ = Vсист – Vфанк;

Vсист – общий объём охлаждённой жидкости, который необходим для холодоснабжения всего контура кондиционирования.

Vфанк – суммарный объём всех фанкойлов, включённых в общий контур холодоснабжения.

• Vсист – это такой показатель, который показывает количество охлаждённого реагента, достаточного для работы компрессорного оборудования при охлаждении жидкости до 7 °C за 6–7 минут. Параметр определяется по формуле:

Vсист = (F x 60 x m) / (n x 4,2 * Dt),

F – номинальная мощность охлаждения чиллера, принимаемая по таблицам из паспорта устройства, выражается в кВт.

m – общее время нахождения чиллера в рабочем состоянии, необходимое для приготовления холодной жидкости, мин.

n – безразмерная величина, характеризующая количество уровней работы чиллера при приготовлении холодного реагента.

Dt – диапазон температур рабочей жидкости на входе и на выходе из чиллера, °C.

• Vфанк определяется, как сумма объёмов теплообменников каждого прибора, включённого в контур. Показатели принимаются из технических характеристик каждого устройства и суммируются между собой.
• К объёму Vфанк также необходимо включить Vтруб – объём холодного реагента в трубах, участвующих в обвязке оборудования. Данная величина определяется по формуле из элементарной геометрии:

Vтруб = (pd2/4) x S,

p – число, равное 3,14,

d – внутренний диаметр каждой магистрали,

S – расстояние между точками подключения фанкойлов, то есть, длина участка магистрали между соседними приборами.

Для получения значения в литрах, необходимо величины d и S принять в дм.

Таким образом, путём суммирования объёмов контура и подстановки полученных значений в первоначальную формулу, можно получить требуемый объём бака-аккумулятора для централизованной системы кондиционирования.

При монтаже системы отопления владелец дома задумывается об экономии на топливе при её дальнейшей эксплуатации. Снизить расход топлива для приготовления теплоносителя помогает бак-аккумулятор, который устанавливается в помещении котельной и накапливает тепловую энергию. При отключении котла, горячая жидкость из накопительной ёмкости продолжает отапливать помещения дома в автономном режиме. Для выбора оптимального объёма внутреннего резервуара, необходимо провести расчет бака аккумулятора с учётом мощности котла, отапливаемого объёма здания и инженерных нагрузок на систему обогрева.