A szilárd tüzelésű kazánok nem működhetnek sokáig olyan személy beavatkozása nélkül, akinek időszakosan be kell töltenie a tűzifát a kemencébe. Ha ezt nem teszik meg, a rendszer hűlni kezd, és a ház hőmérséklete csökken. Áramszünet esetén, amikor a kemence teljesen kiégett, fennáll annak a veszélye, hogy a hűtőfolyadék felforralódik az egység köpenyében, és ezt később megsemmisíti. Mindezek a problémák megoldhatók kazánok fűtésére szolgáló akkumulátor beépítésével. Képes lesz ellátni azt a funkciót is, hogy megvédje az öntöttvas létesítményeket a repedésektől a tápvíz hőmérsékletének hirtelen csökkenése esetén.
Szilárd tüzelésű kazán kötése hőtárolóval
A kazán pufferkapacitásának kiszámítása
A hőtároló szerepe az általános fűtési sémában a következő: a kazán normál üzemmódban történő működése során felhalmozódik a hőenergia, és a tűztér bomlása után egy bizonyos időre átadja a radiátoroknak. Szerkezetileg a szilárd tüzelésű kazán hőtárolója egy becsült teljesítményű szigetelt víztartály. Telepíthető mind az égésterembe, mind a ház külön helyiségébe. Nincs értelme ilyen tartályt elhelyezni az utcán, mivel a víz sokkal gyorsabban lehűl, mint az épület belsejében.
Hőtároló csatlakoztatása szilárd tüzelésű kazánhoz
Tekintettel a szabad hely rendelkezésre állására a házban, a szilárd tüzelésű kazán hőtárolójának kiszámítását a gyakorlatban az alábbiak szerint végezzük: a tartály kapacitását a ház fűtéséhez szükséges 1 kW teljesítményre számított 25-50 liter víz arányából vesszük... A kazán pufferkapacitásának pontosabb kiszámításához feltételezzük, hogy a tartályban lévő víz a kazánmű működése során 90 ⁰С-ra melegszik fel, és az utóbbi kikapcsolása után hőt ad le és lehűl. 50 ⁰С-ig. 40 ° C-os hőmérsékletkülönbség esetén a különböző tartálytérfogatokra leadott hő értékeit a táblázat mutatja.
A különböző tartálytérfogatok hőelvezetési értékeinek táblázata
| Hőtároló térfogata, m3 | 0.35 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1.5 | 2 | 3 | 3.5 |
| A leadott hőmennyiség 40 ⁰С, kW / h hőmérsékletkülönbség mellett | 20 | 30 | 45 | 58 | 85 | 115 | 170 | 210 |
Még ha van is hely az épületben nagy kapacitásra, ennek nincs mindig értelme. Emlékeztetni kell arra, hogy nagy mennyiségű vizet kell melegíteni, akkor a kazán teljesítményének kezdetben kétszer nagyobbnak kell lennie, mint amennyi a lakás fűtéséhez szükséges. A túl kicsi tartály nem fogja ellátni a funkcióját, mivel nem képes elegendő hőt tárolni.
A hőtároló kapacitásának kiszámítása
A számítási módszertan az alkalmazási sémától függően eltérő lehet. Itt van egy durva számítási diagram:
- A maximális üzemanyag-terhelés meghatározása. Például a tűztér 20 kg tűzifát tartalmaz. 1 kg tűzifa képes 3,5 kWh energiát felszabadítani. Így egy tűzifa könyvjelzőjének elégetésekor a kazán 20 3,5 = 70 kWh hőt ad. A teljes könyvjelző elégetéséhez szükséges idő empirikusan meghatározható vagy kiszámítható. Ha a kazán teljesítménye például 25 kW 70: 25 = 2,8 óra.
- Hőhordozó hőmérséklete a fűtési rendszerben. Ha a rendszer már telepítve van, elegendő megmérni a be- és kimenet hőmérsékletét és meghatározni a hőveszteséget.
- A kívánt letöltési gyakoriság meghatározása. Például a berakodás lehetséges reggel és este, de a kazánt napközben és éjszaka sem lehet karbantartani.
Hőtárolási számítás
Ha egy óra alatt például egy helyiség hővesztesége 6,7 kW, akkor naponta 160 kW lesz. Ebben a példában ez valamivel több, mint két üzemanyag-töltés.Amint azt a fentiekben meghatároztuk, egy tűzifa körülbelül 3 órán át ég, 70 kWh hőenergiát szabadítva fel.
A ház fűtési igénye 6,7 3 = 20,1 kWh, a tárolótartály 70-20,1 = 49,9, azaz körülbelül 50 kWh lesz. Ez az energia 50: 6.7 időtartamra elegendő lesz - ez körülbelül 7 óra. Ez azt jelenti, hogy naponta két teljes és egy hiányos snackre van szükség.
Ezen számítások alapján, több lehetőséget is figyelembe véve, ebben állunk meg: 23 órakor hiányos terhelés történik, 6.00 és 18.00 órakor - teljes. Ha rajzol egy grafikont a hőtároló töltöttségi szintjéről, láthatja, hogy a maximális töltés reggel 9 órakor 60 kWh-ra esik.
Mivel 1 kWh = 3600 kJ, a tartaléknak 60 3600 = 216000 kJ hőenergiának kell lennie. A hőmérséklet-tartalék (a maximális vízmutató és a szükséges áramlási sebesség közötti különbség) 95-57 = 38 ° С. A víz hőkapacitása 4,187 kJ. Így 216000 / (4.18738) = 1350 kg. Ebben az esetben a hőtároló szükséges térfogata 1,35 m3 lesz.
A figyelembe vett példa általános képet nyújt a tárolótartály kapacitásának kiszámításáról. Minden egyes esetben figyelembe kell venni a fűtési rendszer sajátosságait és működésének feltételeit.
A hőtároló felszerelésének jellemzői
A berendezés felszerelése előtt részletes tervet kell készíteni. Figyelembe kell venni a fűtőberendezések gyártóinak minden követelményét. A tárolótartály felszerelésekor a következő szabályokat kell betartani:
- A tartály felületének megbízható hőszigeteléssel kell rendelkeznie.
- Hőmérőket kell elhelyezni a be- és kimenetnél, hogy ellenőrizzék a víz hőmérsékletét.
- A volumetrikus tartályok legtöbbször nem férnek be az ajtóban. Ha a tartályt az építkezés vége előtt nem lehet behozni, akkor összecsukható változatot vagy több kisebb tartályt kell használnia.
- Durva szűrő kívánatos a bemeneti csövön.
- A tartály közelében biztonsági szelepet és nyomásmérőt kell felszerelni. Magában a tartályban kell lennie egy légtelenítő szelepnek is.
- A vizet ki kell engedni a tartályból.
Tanács! A szilárd tüzelésű kazán gyártója által garantált garancia előfeltétele gyakran a hőtároló jelenléte.
A hőtároló használata szilárd tüzelésű kazánnal rendelkező rendszerben növeli a hőtermelő hatékonyságát és élettartamát, valamint gazdaságosabb üzemanyag-felhasználást is lehetővé tesz. Az üzemanyag ritkább feltöltésének lehetősége megkönnyíti a fűtőkazán használatát a fogyasztó számára. A tárolótartály szükséges kapacitásának kiszámításakor figyelembe kell venni a kazán típusát, a fűtési rendszer jellemzőit és működésének feltételeit.
Kiválasztási ajánlások
A szilárd tüzelésű kazán hőtárolójának kiválasztását a szabad hely jelenléte befolyásolja a szobában. Nagyméretű tárolótartály vásárlása esetén gondoskodni kell egy alapozó eszközről, mivel jelentős tömegű berendezés nem helyezhető el a szokásos padlón. Ha a számítás szerint 1 m3 térfogatú tartályra van szükség, és nincs elég hely a telepítéséhez, akkor 2 darab, egyenként 0,5 m3-es terméket vásárolhat meg, különböző helyeken elhelyezve.
Hőtároló szilárd tüzelésű kazánhoz
Egy másik pont a melegvíz-rendszer jelenléte a házban. Abban az esetben, ha a kazánnak nincs saját vízmelegítő köre, lehetőség van ilyen körrel rendelkező hő-akkumulátor megvásárlására. Nem kis jelentőségű a fűtési rendszer üzemi nyomásának értéke, amely a lakóépületekben hagyományosan nem haladhatja meg a 3 bar értéket. Bizonyos esetekben a nyomás eléri a 4 bar-ot, ha nagy teljesítményű házi egységet használnak hőforrásként. Ezután a fűtési rendszer hőtárolóját speciális kivitelben - toriszferikus fedéllel - kell megválasztani.
Néhány gyári melegvíz-akkumulátor fel van szerelve egy elektromos fűtőelemmel a tartály felső részébe. Egy ilyen technikai megoldás nem teszi lehetővé a hűtőfolyadék teljes lehűlését a kazán leállítása után, a tartály felső zónája felmelegszik. A használati melegvíz-ellátás működni fog.
Egyszerű kapcsolási áramkör keverékkel
A tárolóeszközt különböző módon lehet a rendszerbe beépíteni. A hőtárolóval ellátott szilárd tüzelésű kazán legegyszerűbb csöve alkalmas a gravitációs hűtőfolyadék-ellátó rendszerekkel való munkavégzésre, és áramkimaradás esetén fog működni. Ehhez a tartályt a fűtőtestek fölé kell felszerelni. Az áramkör cirkulációs szivattyút, termosztatikus háromutas szelepet és visszacsapó szelepet tartalmaz. A fűtési ciklus kezdetén a szivattyú által hajtott víz átfolyik a tápvezetéken a hőforrástól a háromutas szelepen keresztül a fűtőberendezésekig. Ez addig folytatódik, amíg az előremenő hőmérséklet el nem ér egy bizonyos értéket, például 60 ° C-ot.
Hőtároló kazánok fűtésére
Ezen a hőmérsékleten a szelep hideg vizet kezd keverni a rendszerbe a tartály alsó elágazó csövéből, figyelve a kimenetnél beállított 60 ⁰С hőmérsékletet. A felmelegedett víz a felső ágon keresztül közvetlenül a kazánhoz csatlakozik, és az akkumulátor töltődni kezd. A kandallóban a fa teljes elégetésével a tápvezeték hőmérséklete csökkenni kezd. Amikor 60 ° C alá süllyed, a termosztát fokozatosan megszakítja az áramellátást a hőforrásból, és megnyitja a tartályból a víz áramlását. Ez viszont fokozatosan feltöltődik a kazán hideg vízével, és a ciklus végén a háromutas szelep visszatér eredeti helyzetébe.
A háromutas termosztáttal párhuzamosan csatlakoztatott visszacsapó szelep a keringtető szivattyú leállításakor aktiválódik. Ezután a hőtárolóval ellátott kazán közvetlenül fog működni, a hűtőfolyadék közvetlenül a tartályból kerül a fűtőberendezésekbe, amelyet a hőforrásból származó víz tölt fel. Ebben az esetben a termosztát nem vesz részt az áramkör működésében.
Hová kell tenni a keringtető szivattyút
A cirkulációs szivattyúval ellátott hőtároló legtöbb csővezeték-konstrukciójában a kazán előtti visszatérő csőben helyezkedik el. Visszatérő sorban - mert itt alacsonyabb a hőmérséklet, de teheti a takarmányra is. A modern szivattyúkat úgy tervezték, hogy a hűtőfolyadékot 110 ° C-ig szivattyúzzák, így ott jól érzik magukat. A második pont: a tápegységre szerelve a szivattyú nem okoz további nyomást a hőcserélőn, ami meghosszabbítja annak élettartamát.
Mindenesetre, amikor a keringtető szivattyút az ellátóba vagy a visszatérőbe helyezik, nincs lehetőség természetes keringésre. Vagyis áramszünet esetén a keringés leáll, a kazán óhatatlanul felforr. Ennek elkerülése érdekében egy négyutas szelepet telepítenek, amelyen keresztül a túlhevített vizet a csatornába engedik, és hideg vízzel táplálják a hideg vízellátásból. Ily módon megszervezik a hőcserélő vészhűtését, és megakadályozzák a hűtőfolyadék forrását.
Az egyik módja annak, hogy elkerüljük a hűtőfolyadék túlmelegedését a fűtőkazánban
Felhívjuk figyelmét, hogy ez a rendszer csak acél vagy réz hőcserélőkön valósítható meg. Öntöttvasnál - lehetetlen. Hideg víz hatására megrepedhetnek.
Van egy másik út is. A hőcserélőhöz képest kíméletesebb (öntöttvashoz is alkalmas), és kevesebb anyagot igényel. A természetes cirkuláció fenntartása érdekében a kazán és a hőtároló között csővezetékeket készíthet. Ebben az esetben, amikor az áramellátás megszakad, a kazán nem forral fel - tovább melegíti a tartályban lévő vizet.
A hűtőfolyadék természetes keringésének megőrzése érdekében a szivattyút külön, speciálisan létrehozott áramkörbe helyezik. Az áramkör működése érdekében egy nagy keresztmetszetű szirom-visszacsapó szelep van felszerelve az áramkörbe.
Így a természetes cirkuláció áramellátás hiányában is fennmarad
Ha a keringtető szivattyú nem működik, akkor a hőhordozó áramlását átengedi a TA-ból. Amikor a keringtető szivattyú működik, a nyomásával támasztja alá a szelepet, és a hűtőfolyadék átfolyik a szivattyún. Legalább egy hüvelyk átmérőjű cső megy a szivattyúhoz. Csak ebben az esetben lehet megőrizni a természetes keringést.
Hidraulikus elválasztási séma
Egy másik, összetettebb csatlakozási séma megszakítás nélküli áramellátást jelent. Ha ez nem lehetséges, akkor biztosítani kell a hálózathoz való csatlakozást szünetmentes tápegységen keresztül. Egy másik lehetőség a dízel vagy benzin erőművek használata. Az előző esetben a hőtároló csatlakoztatása a szilárd tüzelésű kazánhoz független volt, vagyis a rendszer külön működhetett a tartálytól. Ebben a sémában az akkumulátor puffertankként (hidraulikus szeparátor) működik. Az elsődleges körbe egy speciális keverőegység (LADDOMAT) van beépítve, amelyen keresztül a víz kering, amikor a kazánt felgyújtják.
Hőtároló csatlakoztatása szilárd tüzelésű kazánhoz
Blokk elemek:
- cirkulációs szivattyú;
- háromutas termosztatikus szelep;
- ellenőrizd a szelepet;
- tócsa;
- Gömbcsapok;
- hőmérséklet-szabályozó eszközök.
Különbségek az előző sémától - az összes eszközt egy blokkban állítják össze, és a hűtőfolyadék a tartályba kerül, és nem a fűtési rendszerbe. A keverőegység működési elve változatlan marad. A szilárd tüzelésű kazán hőcserélővel ellátott ilyen csöve lehetővé teszi, hogy annyi fűtőágat csatlakoztasson, amennyit csak akar, a tartály kimeneténél. Például radiátorok és padló- vagy légfűtési rendszerek áramellátására. Ezenkívül minden ágnak megvan a saját cirkulációs szivattyúja. Minden áramkör hidraulikusan el van választva, a forrásból származó felesleges hő felhalmozódik a tartályban, és szükség esetén felhasználásra kerül.
A TA összekapcsolása a fogyasztókkal
Másrészt a hőtárolót kell csatlakoztatni a fűtési rendszerhez. Ha csak radiátorokat csatlakoztatunk, akkor minden egyszerű - az egyik felső kimenetből egy cső megy a tápvezetékbe, a visszatérő csövet az alsóhoz. De ebben az esetben a radiátorok túlmelegedhetnek. Ha a tartályban lévő vizet 60 ° C feletti hőmérsékletre melegítik, az veszélyes lehet, és a hőmérséklet 90 ° C vagy még magasabb is lehet. Ilyen forró radiátorok megérintésekor nagy a valószínűsége annak, hogy komoly égési sérüléseket szenved. Ezen kívül egyértelműen meleg lesz a szobában.
Radiátorok csatlakoztatása
Annak elkerülése érdekében, hogy a hőhordozó túl meleg legyen, helyezzen be egy másik háromutas keverőszelepet. Az áramkör ugyanúgy működik, mint a fent leírt. Beállítottuk a szükséges hőmérsékletet a szabályozón, például 50 ° C-ot. Amint a hűtőfolyadék a tápellátásban forró, a szelep nyitja a vízkeveréket a visszatérőből.
A hőtároló felszerelésének egyik előnye a melegvíz előállításának lehetősége ugyanabban a tartályban (középső kép az alábbi ábrán). Ehhez hőcserélőt vagy tartályt építenek a tartályba. Kimenete forró vízellátó fésűhöz csatlakozik.
Puffertartály-csőrendszerek a fűtési rendszer oldaláról
Mivel ebben az esetben túlmelegedés is lehetséges, itt keverőegységre is szükség van. Csak öntsön hideg csapvizet. Ezt az egységet egy másik háromutas keverőszelep segítségével valósítják meg. A hidegvíz-ellátás kimenete egy háromutas melegvíz-keverőszelephez csatlakozik. Annak érdekében, hogy melegvíz-elemzés hiányában ne essen a hidegvíz-fésűbe, a hidegvíz-ellátásból visszacsapó szelepet helyezünk az ellátó vezetékre.
Ennek a hőtároló csővezeték-rendszernek jelentős hátránya van: ha nem használnak forró vizet, a csövekben lévő víz lehűl. A "melegedéshez" a lehűltet kell csak a csatornába önteni. Ez kényelmetlen, mert várni kell, és gazdaságtalan.A probléma megoldása érdekében egy visszatérő vezetéket húznak az elemzés utolsó pontjától, amelybe a keringtető szivattyújuk van telepítve. Ezt az áramkört recirkulációnak nevezzük. Amíg a csapot bárhol el nem kapcsolják, a víz körben fut. Így minden csapból folyamatosan meleg vizet szívnak. Ügyeljen a visszacsapó szelepek telepítésére - ezek kötelezőek az áramkör működéséhez.
Hőtároló csövek egyedi fűtéshez, minden funkcionális elemmel és szerelvénygel
A rendszer végső tanulmányához meg kell határozni a szerelvények telepítésének helyét is. Ezek a rendszer legmagasabb pontjain elhelyezett automatikus szellőzőnyílások. Zárócsapokra is szükség van. Minden nagy funkcionális egység közelében vannak felszerelve, így ha szükséges, elzárhatja a csapokat és eltávolíthatja a berendezéseket javítás vagy karbantartás céljából.
Hogyan működtesse a meleg vizes padlót
A meleg padló nagyon jól csatlakoztatható a hőtárolóhoz. A csövezés ebben az esetben nem különbözik a radiátorokétól. Ugyanarra a keverőegységre van szükségünk háromutas keverőszeleppel, de alacsonyabb hőmérsékletre kell állítani - legfeljebb + 40 ° C-ra. Ebben az esetben keverőegység nélkül csatlakoztathat padlófűtést - a kazán elhagyásakor ellenőrizni kell a hőmérsékletet. De biztonságosan játszhat - tegyen egy második keverőegységet a padlófűtés elosztócsatornájára.
Hőtároló csövek meleg vizes padlóval (zöld hurokban)
Van egy második lehetőség a meleg padlóval ellátott hő-akkumulátor csövezésére is - ugyanazt a hőmérsékletet táplálja, mint a radiátorokba menő hűtőfolyadék. A keverőegység leereszti. A szóváltás és a költségek kisebbek (a fővonaltól való elágazáshoz csak pólókra van szükség), de egy ilyen megoldás megbízhatósága alacsonyabb. Bár ez a berendezés megbirkózik a közönséges kazán által szállított hűtőfolyadékkal.
A hőtároló a hő összegyűjtésére és növelésére szolgáló egység további felhasználása céljából. A készüléket magánházakban, lakásokban, vállalkozásoknál, valamint motorok előmelegítésére használják. A fűtési rendszer hőtárolója lehetővé teszi a helyiségfűtés és a melegvízellátás energiaköltségeinek csökkentését. Az egységeket szilárd tüzelésű kazán csővezetékébe szerelik, vagy a szolár rendszerhez csatlakoztatják.
A fűtési rendszer szilárd tüzelésű kazánjának munkája bizonyos ciklikusságot jelent. Először üzemanyagot tesznek bele, meggyújtják, majd a kazán fokozatosan eléri maximális teljesítményét, és a hőenergiát a hűtőfolyadékon keresztül továbbítja a fűtési rendszerbe.
A tűzifa könyvjelző fokozatosan kiég, a hőátadás csökken, és a hűtőfolyadék lehűl. A csúcsteljesítmény ideje alatt a hőenergia egy része nem igényelhető, és az üzemanyag utólagos elégetése során éppen ellenkezőleg, ez nem lesz elég. A ciklus megismétléséhez a szilárd tüzelőanyagot újra be kell tölteni.
Előnyök és hátrányok
A hőtárolóval rendelkező fűtési rendszernek, amelyben szilárd tüzelőanyaggal működő üzem hőforrásként szolgál, sok előnye van:
- Javítva a komfortérzetet a házban, mivel az üzemanyag kiégése után a fűtési rendszer továbbra is melegíti a házat a tartályból származó forró vízzel. Nem kell felkelni az éjszaka közepén, és a tűzifa egy részét bepakolni.
- A tartály jelenléte megvédi a kazánvíz-köpenyt a forrástól és a megsemmisüléstől. Ha a villamos energia hirtelen megszakad, vagy a radiátorokra szerelt termosztatikus fejek elszakítják a hűtőfolyadékot a kívánt hőmérséklet elérése miatt, akkor a hőforrás felmelegíti a tartályban lévő vizet. Ez idő alatt az áramellátás újraindulhat, vagy beindul a dízelgenerátor.
- A cirkulációs szivattyú hirtelen beindulása után a visszatérő csővezetékből a vörös forró öntöttvas hőcserélőbe történő hideg vízellátás kizárt.
- A hőtárolók hidraulikus elválasztóként használhatók a fűtési rendszerben (hidraulikus nyilak). Ez az áramkör minden ágának működését függetlenné teszi, ami további megtakarításokat eredményez a hőenergiában.
A teljes rendszer telepítésének magasabb költségei és a berendezések elhelyezésének követelményei jelentik az egyetlen hátrányt a tárolótartályok használatában. Ezeket a beruházásokat és kellemetlenségeket azonban hosszú távon minimális működési költségek követik.
A kondenzációs probléma megoldása
A visszatérő túl hideg víz problémájának logikus megoldása az, hogy az ellátásból forró vizet adunk hozzá. Ez egy jumper és egy állítható háromutas keverőszelep segítségével történik, amely az ágra van felszerelve. A szelepnek keverési típusúnak kell lennie: a beállított hőmérséklet elérésekor simán kezdi mozgatni a szelepeket a két összekapcsolt csőben. Így fokozatos és sima hőmérséklet-változás érhető el.
Hőtároló csövek: kiegészítő áramkör a meleg víz keveréséhez a visszatérőbe
A visszatérő csőben hideg víz több esetben jelenik meg: a kazán gyorsulása során, amikor a hőtárolóban lévő víz erősen lehűlt (alapjárat után), és a kazán működik. Vizsgáljuk meg, hogyan működik ez a hőtároló csatlakozási séma mindkét esetben. A hűtőfolyadék mozgását az alábbi ábrák mutatják.
A kazán felmelegedéséig a hűtőfolyadék teljesen hideg. Ebben az esetben a háromutas szelep elzárja a hűtőfolyadék áramlását a TA-hoz, és kis körben mozog (lenti kép, bal felső kép). A bemelegítés gyorsan megtörténik, mivel kevés a víz, ezért a kondenzáció kialakulásának ideje minimális. Az ábra azt feltételezi, hogy a háromutas szelep 55 ° C-ra van állítva. Amíg a kis körben a víz el nem éri ezt a hőmérsékletet, addig kering benne.
Amikor a kis gyűrű hőhordozója 55 ° C-ra melegszik, a szelep elmozdítja a szárnyakat, és a fűtéshez szükséges hő-akkumulátor be van kapcsolva. Ebben az esetben három adatfolyam folyik egyszerre (a jobb oldali ábra a felső sorban):
- kicsi, mint az első képen;
- a hűtőfolyadék egy része a szelepen keresztül jut a TA-hoz;
- a TA-tól a visszatérő vezeték mentén, a szelepen át a szivattyúig és a kazán hőcserélőjéig (harmadik kör).
