Теплоаккумулятор для отопления своими руками: Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость
Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость
Зачастую домовладельцы не в состоянии купить современное отопительное оборудование, поэтому ищут альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (иначе – тепловой аккумулятор), незаменимую вещь для систем отопления с твердотопливным котлом. Накопительный бак объемом 500 л стоит примерно 600—700 у. е., цена тысячелитровой бочки достигает 1000 у. е. Если же сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом установить резервуар в котельной самостоятельно, удастся сэкономить половину указанной суммы. Наша задача – рассказать о способах изготовления.
Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен
Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:
- При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
- Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.
Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды
Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.
Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.
Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления
Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:
- основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
- теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
- внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
- присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
- погружные гильзы для установки термометра и манометра.
Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.
Изготовление накопителей тепла в заводских условиях
Если вы всерьез озаботились установкой теплоаккумулятора и решили его сделать своими силами, то для начала стоит ознакомиться с заводской технологией сборки.
Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна
Повторить технологический процесс в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак–аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в таком порядке:
- Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где из него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
- На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1.5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
- Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
- Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферические крышки.
- Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
- Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
- Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху емкость обшивается тонколистовой сталью с полимерным цветным покрытием либо закрывается плотным чехлом.
Корпус накопителя выгибается из листа железа на вальцах
Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.
Теплоаккумулятор своими руками — как сделать своими руками для отопления
Теплоаккумулятор встраивается в систему отопления для того, чтобы температура во всей квартире или в доме была равномерной, а теплоноситель отдавал свое тепло постепенно. Это удается получить за счет того, что в теплоаккумуляторе очень быстро накапливается тепловая энергия, которая вырабатывается в процессе работы твердотопливного котла.
Данная энергия рассчитана на то, чтобы минимизировать теплопотери дома и, по возможности, компенсировать их за счет подачи определенного количества разогретого теплоносителя в радиаторы отопительной системы.
Итак, принцип работы данного устройства заключается в следующем: теплоноситель направляется в аккумулятор в верхнюю часть, а снизу отводится остывший теплоноситель. За счет подобного подключения не происходит перемешивания. С течением времени и циркуляции теплоносителя из аккумулятора постепенно уходит холодная вода.
За счет подобной конструкции радиатор и котел работают независимо друг от друга и способны нормально функционировать в своем режиме. Стоит отметить, что радиаторы в данном случае будут работать примерно по такому же принципу, что и в централизованной системе отопления.
С помощью теплоаккумуляторов можно не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и обеспечить проживающих людей горячей водой и сильно снизить финансовые затраты на само отопление
Теплоаккумулятор своими руками
Если владелец дома или квартиры собирается сделать подобную конструкцию самостоятельно, то ему поначалу следует точно выяснить, какие именно функции она выполняет.
С помощью теплоаккумуляторов можно не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и обеспечить проживающих людей горячей водой и сильно снизить финансовые затраты на само отопление. За счет установки подобного оборудования можно сразу объединить несколько источников тепла, образовав один общий контур.
Выполняем расчеты
Прежде чем приступить к изготовлению теплового аккумулятора, необходимо произвести все необходимые расчеты, которые помогут правильно подобрать объем изделия. В первую очередь, следует принимать во внимание, что требуемое количество тепловой энергии должно совпадать с уровнем потерь тепла.
Можно попробовать воспользоваться достаточно простым принципом, который не принимает во внимание разного рода дополнительные факторы, так как для отопления частного дома этого будет вполне достаточно.
При расчетах следует учитывать, что на каждые десять квадратных метров отапливаемой площади понапрасну расходуется 1 кВт тепла. Эта величина весьма усредненная, однако лучше всего отталкиваться именно от этого показателя.
Для грамотного восполнения потерь тепла нужно учитывать и момент, связанный с объемом воды, циркулирующей по отопительной системе, а также ее температуру. Приблизительно будет расходоваться около 7 тысяч кВт ежемесячно только на теплопотери для дома, отапливаемая площадь которого составляет порядка ста квадратных метров. По этой причине следует подбирать объем аккумулятора таким образом, чтобы он мог выделять подобное количество теплоты в указанный период.
Также надлежит помнить, что диапазон температуры в данном аккумуляторе будет равен 40 градусам – от 50 до 90. Более того, данные конструкции способны нормально функционировать даже при погашенном котле – их запаса энергии хватает на восемь часов беспрерывной работы.
Теплоаккумулятор имеет в своей конструкции определенную теплоизоляцию, чтобы вода не отдавала тепло стенкам бака. Лучше всего изолировать его с помощью теплоизоляционных материалов современного типа, так как они способны удерживать тепло в течение длительного времени. В принципе, толщины теплоизоляции, равной 10 см, будет вполне достаточно. Если же конструкция будет получаться чересчур громоздкой, то толщину этого слоя можно сделать несколько меньше.
Необходимые материалы и инструменты
Перед началом работы следует запастись всем необходимым, чтобы все находилось под рукой:
- Листовой утеплитель (наиболее качественным изделием на сегодняшний день является минеральная вата) – будет вполне достаточно 20-ти квадратных метров;
- Патрубки подходящего диаметра, по которым теплоноситель будет заходить в бак;
- Медные трубки или ТЭН;
- Цементно-песчаный раствор или бетонная плита подходящей толщины;
- Фольгированный скотч;
- Листовой металл – можно взять оцинкованную жесть, так как она не ржавеет и не поддается коррозионным процессам.
Схема подключения теплоаккумулятора
Изготовление
Когда все необходимые расчеты произведены, удалось определиться с объемом теплового аккумулятора, а под рукой есть все необходимое для сборки, можно начинать собирать саму конструкцию.
Если роль теплового аккумулятора будет выполнять металлическая бочка, то ее сначала следует полностью очистить от мусора, ржавчины и прочих загрязнений. Желательно также обработать изделие антикоррозийными составами хотя бы изнутри, но лучше и снаружи покрыть ими, чтобы ржавчина не образовывалась в течение как можно большего времени.
Для этого лучше взять ортофосфорную кислоту, покрыть ей поверхность металла, а затем для лучшей гидроизоляции обработать бочку четырьмя или даже пятью слоями грунтовки.
На следующем этапе следует позаботиться о том, чтобы тепло не уходило из бочки. Это нужно для того, чтобы вода оставалась подходящей температуры в течение длительного периода времени. Кроме того, теплоизоляция предназначена для недопущения нагрева окружающего аккумулятор воздуха. Это позволит значительно сэкономить энергию.
Если минеральную вату достать не удалось, то вместо нее можно взять пенопласт, толщина которого должна составлять не более 10 см. С этим материалом довольно легко работать – резать и крепить. Более того, он достаточно легкий.
В случае с минеральной ватой закреплять ее придется при помощи фольгированного скотча, плотность этого утеплителя значительно выше. При необходимости можно изготовить дополнительный внешний кожух из жести или другого листового металла.
В дальнейшем следует сделать змеевик, внутри которого будет перемещаться теплоноситель. Он изготавливается из медных трубок, диаметр которых должен быть не более 30 мм. Длина этого элемента конструкции напрямую зависит от того, насколько большого объема получился теплоаккумулятор. В среднем тратится порядка 15 метров этой трубы. Этот элемент должен быть подключен к котлу, так как по нему будет проходить горячая вода. Холодная вода, расположенная в баке, начнет разогреваться именно благодаря данному змеевику.
Конструкция практически полностью готова. Нужно проделать два отверстия, через которые будут подводиться подводящие и отводящие патрубки. На них в дальнейшем нужно будет установить запорную арматуру.
На место, где будет установлена данная бочка, следует положить бетонную плиту или же изготовить какое-нибудь иное жесткое основание, чтобы конструкция в процессе эксплуатации не сошла со своего места. Его можно выложить из кирпича или же залить пол бетоном самостоятельно.
Инструкция по изготовлению теплоаккумулятора
Модернизация теплоаккумулятора
Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:
- Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов. Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
- Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
- Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
- Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
- Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.
Как подключить
На начальном этапе следует установить котел согласно схеме. На трубу, которая будет идти к накопителю, нужно будет поставить специальную группу безопасности и трехходовой клапан, чтобы не допустить возникновения конденсата. В дальнейшем к системе следует подключить теплоаккумулятор, а к трубе, выходящей из него, нужно будет присоединить трехходовой смесительный кран.
Теплоаккумулятор не обойдется без установки циркуляционного насоса, который должен быть оснащен релейным термостатом с погружной гильзой. Также следует устанавливать два обратных клапана.
Блиц-советы
- Теплоаккумуляторы на сегодняшний день набирают все большую и большую популярность во многом благодаря таким своим характеристикам, как эффективность и экономность.
- Загружать топливо в котел, подключенный к системе отопления с интегрированным теплоаккумулятором, можно раз в сутки, а если конструкция будет более совершенной, то топливо придется добавлять один раз в несколько дней.
- Первый запуск котла следует проводить в присутствии соответствующих специалистов. Они должны будут проконтролировать, насколько правильно работает вся система, есть ли циркуляция воды в отоплении, нет ли протечек, достаточно ли хорошо утеплен тепловой аккумулятор и так далее.
- Теплоаккумулятор может прекрасно сочетаться с котлами, работающими на газе или на электричестве.
Теплоаккумулятор своими руками — описание и изготовление!
Самостоятельное изготовление теплоаккумулятора под силу каждому человеку, имеющему навыки работы с элементарными слесарными и хозяйственными инструментами. Для сборки такого агрегата не придется покупать какие-либо дорогостоящие детали и материалы. Комплектующие для самой простой модели можно найти в гараже либо кладовой любого запасливого и хозяйственного человека.
Теплоаккумулятор
После изучения следующего руководства вы сможете самостоятельно изготовить теплоаккумулятор и подключить его к отопительной системе.
Устройство и особенности работы теплоаккумулятора
По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.
Схема подключения
Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:
- в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;
- верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;
- циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.
Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом.
Цены на теплоаккумуляторы для систем отопления
Теплоаккумуляторы для систем отопления
Ключевые функции теплонакопителей
Принцип работы теплоаккумулятора
Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:
- обеспечение пользователя горячей водой;
- нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
- повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
- возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
- накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т.д.
При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:
- ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
- более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.
Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500
Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бака
Схема установки
Сборка простого теплоаккумулятора
Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.
Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:
- бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
- материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
- клейкая лента;
- медные трубки для изготовления змеевика;
- бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.
Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.
Первый шаг
Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очищаем ее от различных загрязнений и зачищаем следы коррозии.
Теплоаккумулятор, общий вид
Теплоаккумулятор, патрубки. 1 — система отопления. 2 — верхний змеевик. 3 — нижний змеевик. 4 — охлаждение ТА. 5 — группа безопасности. 6 — магниевый анод
Теплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 — термометры Wats. 2 — твердотопливный котел. 3 — термодатчики для контроллера солнечных систем
Второй шаг
Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.
Третий шаг
Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.
Четвертый шаг
Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.
Теплоаккумулятор
Змеевик — теплообменник
Трубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезов
Подключение теплообменника
Подключение теплообменника
Подключение теплообменника
Утепление теплоаккумулятора
Пятый шаг
Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.
Шестой шаг
Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.
Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.
Важно! Бочку можно ставить только на плиту из бетона. Покупаем готовое изделие либо отливаем основание самостоятельно.
По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.
Использование теплоаккумулятора в разных системах обогрева
Схема ГВС
Теплоаккумуляторы эффективно показывают себя при использовании в самых разнообразных системах обогрева. При этом в каждом случае подобный накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.
Чаще всего тепловыми аккумуляторами комплектуются системы твердотопливного обогрева. Установка будет способствовать более экономичному расходу топлива и эффективному обогреву, а также предотвратит преждевременный износ отопительных радиаторов.
Не лишним будет тепловой аккумулятор и в системе электрического отопления, в особенности в регионах с двойным тарифом за электричество. Ночью, когда электроэнергия продается потребителю по более доступной стоимости, аккумулятор будет накапливать тепло. Днем же можно будет на некоторое время выключить котел и топить силами теплоаккумулятора.
Используются накопители и в многоконтурных отопительных системах. Благодаря ним обеспечивается распределение теплоносителя между контурами. Монтаж патрубков может быть выполнен на разной высоте, что позволит получать воду, нагретую до разной температуры.
Несколько слов о модернизации
Схема подключения
При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.
- Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
- Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
- Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
- Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
- Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.
Солнечный коллектор
Абсорбер частично выгнут буквой U
Практически замкнут в кольцо
Общий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора
Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.
Удачной работы!
Видео – Теплоаккумулятор своими руками
| Теплоаккумулятор Jaspi (л) | Время нагрева (час.) при мощности | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 кВт | 25 кВт | 30 кВт | 35 кВт | 40 кВт | 45 кВт | 50 кВт | 55 кВт | 60 кВт | |
| 500 | |||||||||
| 1000 | 2,3 | ||||||||
| 1200 | 2,8 | 2,2 | |||||||
| 1500 | 3,5 | 2,8 | 2,3 | ||||||
| 1800 | 3,4 | 2,8 | 2,4 | 2,1 | |||||
| 2000 | 3,1 | 2,7 | 2,3 | 2,1 | |||||
| 2400 | 3,2 | 2,8 | 2,5 | 2,2 | 2,0 | ||||
| 3000 | 3,5 | 3,1 | 2,8 | 2,5 | 2,3 | ||||
| 3500 | 3,3 | 3,0 | 2,7 | ||||||
| 4000 | 3,4 | 3,1 | |||||||
| 4500 | 3,5 |
Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками
Теплоаккумулятор содержит большой объем воды (теплоносителя), поэтому может накапливать тепловую энергиюЮ и отдавать ее, когда котел не работает. Это позволяет значительно реже подходить к твердотопливному котлу, фактически раз в двое суток в межсезонье, если котел мощный и дом утепленный, а также дает возможность использовать по максимуму на благо отопления дешевый ночной тариф электроэнергии.
Идея установить буферную емкость (теплоаккумулятор) выглядит блестящей для всех умученных дежурством у котлов, но разбивается о ценник на теплоаккумуляторы. Оказывается, что увеличить комфорт не слишком то и дешево. Но может получится сделать теплоаккумулятор своими руками? Ведь на первый взгляд ничего сложного…
Как можно сделать теплоаккумулятор
Заводская конструкция теплоаккумулятора, как правило, – бочка, круглая в сечении. Объм обычно в пределах 500 – 2000 литров. Диаметр – до метра, высота до 2,5 метров. Размещается на ножках, с множеством вваренных штуцеров. Может содержать в себе 1 или 2 или больше спиральных теплообмеников, для подсоединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды…
Емкость утеплена слоем теплоизоляции, чтобы не перегревать воздух в котельной. В фирменных теплоаккумуляторах внутри организована сложное распределение потоков… Можно взглянуть на рекламу Buderus на видео…
Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки
Чтобы создать правильное направление потоков, подключение к буферной емкости выполняются следующим образом.
- Подача с котла – в верхней части.
- Подача из емкости на радиаторы – в верхней части, на уровне подачи котла
- Обратка с радиаторов – в нижней части.
- Обратка на котел – в нижней части, чуть ниже обратки с радиаторов.
При этом жидкость в теплоаккумуляторе обязательно должна двигаться сверху вниз, по кольцу контура котла, а также — от котла к радиаторам.
Отследить направление движения жидкости можно по температурным датчикам — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиаторов.
Важно соблюсти принцип: – расход теплоносителя в контуре котла должен превышать расход в радиаторах, только тогда теплоаккумулятор сможет нормально работать. Это обычно обеспечивается большим гидравлическим сопротивлением контура потребителей, при одинаковых насосах.
Радиаторы получат горячий теплоноситель сразу, как он появится внутри теплоаккумулятора, забирая его своим насосом с верхней части, что обеспечивает оперативность управления всем отоплением и реагирование на суточные перепады температур.
Важнейший вопрос при установке теплоаккумулятора – защита котла от холодной обратки, выполняется обязательно, например с помощью трехходового клапана.
Основы конструирования буферной емкости
Гораздо предпочтительнее использовать большую готовую бочку или трубу, тогда будет намного меньше сварных швов, чем в самодельной прямоугольной конструкции.
- Ввариваются патрубки 3/4 дюйма для подключения контуров. Но контур твердотопливного котла, для реализации аварийного самотечного циркулирования, желательно создавать не менее 1дюйма, при этом подача от котла, где возможен перегрев, – стальная.
- Сливной патрубок, он же и очиститель шлама – в самой нижней части.
- В крышке рекомендуется создать патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.
Сделать буферную емкость самостоятельно может лишь квалифицированный сварщик. Пример создания теплоаккумулятора из бочек, но явных ошибок схемотехники повторять не стоит…
Одно из пропагандируемых некоторыми специалистами решений – 4 дешевые бочки 200 литров, попарно соединенные патрубками большого диаметра…
Какой объем буферной емкости понадобится
Ключевой вопрос – какой объем теплоаккумулятора можно считать достаточным. Обычный режим работы – разогрев до +90 градусов и остывание до +60 градусов, пока работа радиаторов будет эффективной… В разнице 30 градусов заключается та энергия, которую можно накапливать и использовать.
Несложный тепловой расчет показывает, что одной тонны воды будет достаточно для обогрева среднеутепленного дома 100 м кв в самые пиковые морозы в течении 5 часов. А при средне-сезонной температуре – сутки.
На практике, емкость 1,2 тонны в хорошо утепленном небольшом доме позволяет не подходить к котлу 30 кВт на дровах в течении 2 суток… Ставить буферную емкость менее 0.8 тонны особого смысла нет…
Вопрос утепления
Не нужно спешить накладывать утеплитель до завершения полных испытаний с нагревом и под давлением. При нагреве свыше 60 градусов полистиролы начинают усиленно разлагаться, выделяя яд. Для буферной емкости лучше использовать неплотную минеральную вату толщиной 5 см, ее изоляцию от жилого пространства сделать фольгированным вспененным полиэтиленом проклеенным скотчем.
Буферная емкость из еврокуба
Недорого можно приобрести б/у полиэтиленовые емкости на тонну воды, находящиеся в металлической решетке. Их допустимый предел нагревания — +70 градусов, — выше начинает проявляться текучесть материала. Но среди достоинств – предельная дешевизна изготовления, можно все сделать своими руками без привлечения сварщика… Что из этого получается, смотрите видео.
чертежи, схема аккумулирующей емкость для отопления
В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.
Немного о назначении и конструкции
Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:
- при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
- накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;
Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.
Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.
Расчет объема накопительного бака
Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.
Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.
Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:
- тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
- время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.
Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:
Q = cmΔt
Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:
m = Q / c Δt, где:
- Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
- с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
- Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.
m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.
Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.
Рекомендации по изготовлению
Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.
Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.
В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.
Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.
Чем утеплить теплоаккумулятор
Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.
Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.
Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:
Статья в тему: Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство
Заключение
Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.
Теплоаккумулятор своими руками + Схемы и порядок установки
Для большинства любая отопительная система состоит из трех основных частей:
- Радиаторов отопления
- Трубных магистралей
- Отопительного прибора или котла
Однако современные системы могут оснащаться множеством других полезных устройств, одним из которых является тепловой аккумулятор. С его помощью удается накапливать тот избыток энергии, который вырабатывается в котле и расходуется совершенно напрасно.
Содержание статьи:
Большинство моделей представляют собой не что иное, как стальной бак, оснащенный несколькими нижними и верхними патрубками. К первым подключаются источники тепла, ко вторым – потребители. Внутри него располагается жидкость, которую можно использовать в желаемых целях. Изготовить теплоаккумулятор своими руками не составит труда – достаточно времени, рабочих материалов с инструментом и желания.
Вводное видео по установке
Принцип работы
В основе принципа работы теплового аккумулятора лежит высокая теплоемкость воды. Описать его можно следующим образом:
- Трубопровод котла подключается к верхней части бака, в которую поступает горячая вода – максимально нагретый теплоноситель
- Внизу располагается циркулирующий насос, который выбирает холодную воду и пускает по системе отопления обратно в котел
- Очень быстро остывшая ранее жидкость сменяется вновь нагретой
Когда котел прекращает работать, вода в трубопроводных магистралях системы отопления начинает постепенно остывать. Циркулируя, она попадает в бак, в котором начинает выдавливать горячий теплоноситель в трубы. Таким образом, обогрев помещений будет продолжаться определенный временной промежуток.
Функции, которые выполняет теплоаккумулятор
Современные тепло накопительные устройства – сложные аппараты, которые выполняют не одну полезную функцию:
- Способны обеспечивать дом горячим водоснабжением
- Стабилизируют температурный режим в помещениях
- Позволяют увеличить КПД систем отопления до максимально возможного, снижая денежные затраты на топливо
- Способны объединять более одного источника тепла в общий контур и наоборот
- Накапливают избыточную энергию, вырабатываемую котлом
Несмотря на все положительные функции, которые выполняет тепловой аккумулятор в системе отопления, он имеет два существенных недостатка:
- Ресурс воды напрямую зависит от вместимости установленного бака, тем не менее он остается ограниченным и имеет быстрое свойство заканчиваться. Будет не лишним дополнительная система подогрева из вне
- Из первого недостатка плавно появляется второй: более ресурсоемкие установки требуют большой свободной площади для их размещения, например, отдельного помещения в виде котельной
В дополнение советуем прочитать наше руководство по сборке солнечного коллектора своими руками
Простой тепловой аккумулятор
Самый простейший теплоаккумулятор своими руками можно изготовить, основываясь на принципе работы термоса – он за счет своих непроводящих тепло стенок не позволяет жидкости остывать на протяжении продолжительного временного периода.
Для работы необходимо подготовить:
- Бак желаемой емкости (от 150 л)
- Теплоизоляционный материал
- Скотч
- Тэны или медные трубки
- Бетонную плиту
Вначале очередь следует подумать над тем, что будет представлять собой непосредственно бак. Как правило, используют любую имеющуюся под руками металлическую бочку. Объем ее каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 л не имеет практического смысла.
Выбранную бочку необходимо привести в порядок. Ее следует почистить, удалить изнутри пыль и прочий мусор, обработать участки, на которых начала образовываться коррозия.
Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за то, чтоб тепло как можно дольше сохранялось внутри. Для самодельной конструкции прекрасно подойдет вата минеральная. Окутав с внешней стороны емкость, необходимо ее хорошенько обмотать скотчем. Дополнительно поверхность накрывают листовым металлом или окутывают фольгированной пленкой.
Для того, чтобы вода внутри подогревалась, необходимо выбрать один из вариантов:
- Установка электрических тэнов
- Установка змеевика, по которому будет пускаться теплоноситель
Первый вариант достаточно сложен и не безопасен, поэтому от него отказываются. Змеевик же можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из нее сгибается спираль и помещается в внутрь.
В изготавливаемой модели тепловым аккумулятором является верхняя часть бочки – из нее необходимо пустить отводной патрубок. Снизу устанавливается еще один патрубок – вводной, через который будет поступать холодная вода. Следует их оснастить кранами.
Простое устройство готово к использованию, но перед этим предстоит решить вопрос, связанный с пожарной безопасностью. Располагать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгородив стенками.
Как подключить
Человек, который много раз сталкивался с устройством систем отопления, без труда должен изготовить тепловой аккумулятор своими руками и произвести дальнейшее подключение. Не должна составить особой сложности подобная работа и для новичка.
Словами схему подключения можно описать следующим образом:
- Транзитом сквозь весь бак должен проходить по тепловому аккумулятору обратный трубопровод, на его концах должны быть предусмотрены полуторадюймовый вход и выход
- Вначале между собой соединяются обратка котла и бак. Между ними должен размещаться циркуляционный насос, гонящий воду из бочки в отсекающий кран, расширительный бак и отопительный прибор
- Циркуляционный насос и отсекающий кран также монтируют со второй стороны
- Соединять подающий трубопровод необходимо по аналогии с предыдущим, однако теперь тепловые насосы не устанавливаются
Стоит отметить, что подобным образом подключается теплоаккумулятор к отопительной системе, работающей на базе всего одного котла. Если их количество увеличивается, схема значительно усложнится.
Емкость должна дополнительно оснащаться термометром, датчиками давления внутри и взрывным клапаном. Накапливая постоянно тепло, бочка может со временем перегреться. Чтобы не допустить взрыва, необходимо сбрасывать периодически избыточное давление.
Теплоаккумулятор и разные виды отопительных систем
Устанавливать тепловой аккумулятор можно совместно с различными отопительными системами. Взаимодействуя с каждой из них, он предоставляет ряд преимуществ и быстро окупается.
Наиболее распространены теплоаккумуляторы, установленные совместно отопительным оборудованием, работающем на твердом топливе, у которых количество остатков минимально. Доведя КПД до максимально-возможного, они очень быстро разогревают отопительные радиаторы, которые вскоре изнашиваются. Часть вырабатываемой энергии лучше копить и воспользоваться, когда в ней действительно возникнет потребность.
Двукратный ночной тариф за электроэнергию – проблема для владельцев электрических отопительных котлов. Таким образом в дневное время теплоаккумулятор будет накапливать в себе тепло по более выгодной стоимости, а в ночное – отдавать его отопительной системе.
Применяются подобные установки в многоконтурных системах, распределяя воду между контурами. Если установить патрубки на разных высотах, можно осуществить отбор воды с разной температурой.
Варианты модернизации
Глядя на простейший теплоаккумулятор своими руками, человек с инженерным образованием наверняка задумается о вариантах его модернизации. Сделать это можно следующими способами:
- Внизу устанавливают еще один теплообменник, посредством которого может происходить аккумуляция энергии, полученной солнечным коллектором
- Можно разделить внутреннее пространство бака на несколько секций, сообщающихся между собой, чтобы расслоение жидкости по температурам было более выраженным
- Тратиться на теплоизоляцию или нет – каждый решает сам для себя. Но несколько сантиметров пенополиуретана существенно снизят тепловые потери
- Увеличив количество патрубков, можно будет монтировать установку к более сложным отопительным системам с несколькими контурами, работающими независимо
- Можно сделать дополнительный теплообменник, в котором будет накапливаться питьевая вода
Видео — Тепловой аккумулятор в доме с периодической топкой
Подводим итоги
Собирать теплоаккумуляторы своими руками может абсолютно каждый. Для него нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование, а самая простая модель состоит из комплектующих, которые у хорошего человека всегда в гараже или кладовой.
Все те, кто не доверяет самодельным устройствам, могут ознакомиться с богатым выбором моделей на рынках. Их стоимость более чем приемлемая, а вложенные средства быстро окупаются.
Теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками
Твердотопливные котлы используются при отоплении дома, поскольку они хороши в качестве альтернативы газовым, когда нет газопровода. Но эффективность твердотопливной системы отопления невелика. Положение можно исправить, смонтировав теплоаккумулятор для котла.
Что такое теплоаккумулятор?
О том, как смонтировать теплоаккумулятор, мы и расскажем в следующих строках. Однако поначалу давайте разберёмся, что представляет собой описываемый агрегат, предназначенный для твердотопливного котла. Всё просто: это ёмкость, сберегающая тепловую энергию котла за счёт сбора определённого количества теплоносителя. Установка такого элемента системы решает сразу несколько задач:
- повышает эффективность отопления — при полной остановке котельного оборудования эта ёмкость пополняет контур обогрева новыми дозами горячей воды,
- помогает сэкономить твёрдое топливо — за счёт наличия в системе теплоаккумулятора котёл можно не топить ночью,
- продлевает жизнь всей системы,
- предотвращает перегрев отопительного контура, принимая излишки тепла на себя,
- допускает возможность объединения внутри себя альтернативных источников энергии, таких, как тэны от солнечных батарей.
Схема с теплоаккумулятором
По сути, устройство описываемой ёмкости несложное, при желании легко изготовить теплоаккумулятор исключительно своими руками. Его конструкция, собственно, включает такие элементы:
- сама ёмкость,
- утеплитель всего корпуса,
- входной патрубок-ввод,
- выходной патрубок-вывод,
- внутренние змеевики.
Последний элемент — змеевик — имеется, в основном, у покупных тепловых аккумуляторов, изготавливаемых на производстве. То есть, у такого оборудования теплоноситель курсирует по многочисленным трубчатым змеевикам внутри сухой ёмкости. А теплоаккумулятор, который легко сделать своими руками — это просто пустотелый бак без змеевиков. Именно внутри этой ёмкости и хранится собранный теплоноситель. Из данных строк ясно, что существует два вида описываемых агрегатов:
- ёмкость со змеевиками внутри, предназначенными для сбережения теплового агента,
- простейший теплоаккумулятор в виде бочки для сбережения теплоносителя.
Теперь должен быть понятен принцип работы аккумулирующего агрегата для твердотопливного котла. При работе оборудования на жёстком горючем теплоаккумулятор пополняется горячей водой. При отключении котла, эта вода подпитывает систему отопления.
Также легко выявить преимущества и недостатки двух указанных нами видов сберегающих устройств. Если тепловой аккумулятор выполнен со змеевиками, то
- увеличивается период сохранности тепла,
- увеличивается общая эффективность системы,
- однако, такой агрегат невозможно сделать в домашних условиях.
Если же тепловой аккумулятор выполнен без змеевиков, по принципу хранения теплоносителя в бочке, то
- он очень легко изготавливается своими руками, достаточно иметь минимум средств и подходящую ёмкость,
- но у него небольшой КПД.
Далее рассмотрим, как сделать такой теплоаккумулятор для твердотопливного котла из простого металлического цилиндра.
Как сделать теплоаккумулятор для твердотопливного котла из бочки
Предварительно необходимо рассчитать объем требуемой ёмкости и сделать чертёж. На чертеже нужно изобразить стандартную бочку, в которую входит два трубопровода. Один из них транспортирует теплоноситель от теплообменника котла, а второй переправляет горячую воду к радиаторам отопления. Остаётся лишь посчитать габариты бочки, точнее, её объём. Зная объём, легко определить диаметр и высоту по справочным данным.
Если вам необходимо вычислить объём ёмкости, зная высоту и один из следующих параметров: радиус, диаметр или площадь основания, то удобнее всего воспользоваться калькулятором, производящим расчёт в режиме онлайн. Найти его можно здесь: https://calcsoft.ru/obyom-cilindra
Начнём расчёт. Предположим, наш тепловой генератор на твёрдом топливе полностью бездействует ночью на протяжении 4 часов (после остывания), а площадь нашего небольшого дачного дома 30 кв. м. Следовательно, бочка должна отдавать в час примерно одну десятую площади — 3 кВт. Итого, 12 кВт за ночь. При этом разницу температур бочки и отопления примем максимум 40 градусов (скажем, если в ёмкости вода нагрета до 90, то в радиаторах — хотя бы до 50).
Согласно школьному курсу физики, m=Q/Ct, где
- Q — вся тепловая энергия, у нас это 12 кВт,
- С — удельная теплоёмкость агента, то есть воды, равная 0,0012 кВт/кг х гр. Цельсия,
- t — разница температур.
Получаем по этой формуле: m = 12/0,0012х40 = 250 кг. Таким образом, можно принять объем воды равный 250 литров. Выходит, в качестве теплоаккумулятора для твердотопливного котла при заданных условиях нам подойдёт металлическая бочка на 250 литров. Примерные размеры такой бочки — 600х900 мм. То есть диаметр равен 0,6 м., а высота (длина) — 0,9 м.
Что нужно взять
Для процесса изготовления нашего теплоаккумулятора необходимо заготовить следующие материалы и инструменты.
- Обычная металлическая бочка, её можно купить в магазине,
- сварочный аппарат с маской и электродами,
- электроинструмент типа «болгарки» и диски шлифовальные и отрезные, дрель и свёрла, коронка по металлу.
- два стандартных стальных патрубка для отопления, каждый с резьбой на конце, обычно на 3/4 дюйма,
- минвата.
Начать процедуру лучше при участии помощника. Кроме того, должен быть уже готов чертёж.
Чертёж теплоаккумулятора
Пошаговое изготовление своими руками
- Предварительно бочку тщательно зачищают изнутри. Это нужно для исключения постоянного загрязнения теплоносителя ржавчиной и окалиной. Зачистку можно сделать с помощью болгарки и шлифовальных кругов.
Зачищенные изнутри бочки
- Далее, необходимо просверлить два отверстия — входное и выходное, под диаметр патрубков подачи. Для этого сначала применяют дрель со сверлом по металлу, а затем лучше использовать коронку.
- Далее, внутрь полученных отверстий тщательно вваривают патрубки для входа и выхода теплоносителя, то есть, прогретой воды. На этих патрубках должна быть нарезана резьба на концах, которые не приваривают. Позже посредством этой резьбы будут прикручиваться шаровые краны для врезки в общую систему отопления.
- После этого очень добросовестно приваривают верхнюю крышку. Все сварные швы должны получиться герметичными во избежание протечек.
- Наконец, утепляют теплоаккумулятор снаружи минватой, для этого оборачивают бочку пластами минваты, после чего тщательно стягивают эти пласты, обернувшие бочку, кольцами из металлической крепёжной ленты.
- Нам остаётся вмонтировать узел в систему посредством шаровых кранов. Теплоаккумулятор должен располагаться сразу после котла, причём по уровню — выше радиаторов, чтобы тепловой агент хорошо их пополнял из нашей ёмкости.
Это важно знать! Нельзя использовать пластиковую бочку. Она не способна выдержать рабочую температуру теплового агента, достигающую 90 градусов Цельсия. Стенки такой бочки во время работы в системе просто начнут плавиться. Исключение могут составить пластиковые ёмкости, на которых указана производителем максимальная температура содержимого выше 90 градусов. Но в этом случае ещё нужно решить, как приделать патрубки.
Ещё несколько замечаний
Вот мы и сделали простой теплоаккумулятор для небольшой системы отопления. Как итог — ещё несколько важных замечаний. Для нашего примера необходимый объём бочки получился 250 литров. Однако когда дом большой, может понадобиться накопитель гораздо большего размера. В таком случае лучше будет сварить кубический короб. К тому же, его легче утеплить специальными материалами.
Некоторые умельцы используют для такого варианта стандартный, так называемый европейский, куб объёмом 1000 литров. Он продаётся во многих магазинах. Но здесь нужно помнить, что он пластиковый. Как правило, максимальная температура воды, которую выдерживает «еврокуб», равна 70 градусам по Цельсию, если в маркировке не указано иное. Так что использовать данную ёмкость в системе отопления просто опасно.
И ещё об утеплителе. Пенопласт — это идеальный вариант для кубического короба из металла. Дело в том, что данный утеплитель легко клеить к стенкам. Минвата больше подойдёт для обычной бочки, но нужно будет придумывать, как её закреплять, ведь описанный нами метод с металлическими кольцами не обязателен к применению.
Видео: полезная информация об агрегате
Итак, мы описали простой способ создания аккумулирующей ёмкости для отопления. В процессе самостоятельного изготовления такого агрегата возможны самостоятельные коррективы в описанной технологии.
Живу в Тюмени, работал инженером в строительной отрасли, но по велению души — писатель. Поэтому с удовольствием пишу на строительно-ремонтные темы.
Оцените статью:
Поделитесь с друзьями!
Тепло, работа и энергия
Тепло (энергия)
Единица измерения тепла (или энергии) в системе СИ составляет джоуль (Дж) .
С разницей температур
Другими единицами, используемыми для количественной оценки тепла, являются британская тепловая единица — Btu (количество тепла для подъема 1 фунта воды на 1 o F ) и Калорийность (количество тепла, чтобы поднять 1 грамм воды на 1 o C ( или 1 K )).
калорий определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры одного грамма жидкой воды на один градус Цельсия (или один градус Кельвина).
1 кал = 4,184 Дж
1 Дж = 1 Вт · с
= (1 Вт · с) (1/3600 ч / с)
= 2,78 10 -4 кВт · ч
Тепловой поток (мощность)
Теплопередача только в результате разницы температур называется тепловым потоком . Единицы СИ для теплового потока: Дж / с или ватт (Вт) — то же, что и мощность. Один ватт определяется как 1 Дж / с .
Удельная энтальпия
Удельная энтальпия — это мера полной энергии в единице массы. Обычно используются единицы СИ: Дж / кг или кДж / кг .
Термин относится к общей энергии, обусловленной давлением и температурой текучей среды (например, воды или пара) в любой момент времени и при любых условиях.В частности, энтальпия — это сумма внутренней энергии и работы, совершаемой под действием приложенного давления.
Тепловая мощность
Тепловая мощность системы составляет
- количество тепла, необходимое для изменения температуры всей системы на один градус .
Удельная теплоемкость
Удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры на одну единица массы вещества на на один градус .
Удельная теплоемкость может быть измерена в Дж / г K, Дж / кг K , кДж / кг K, кал / гK или БТЕ / фунт o F и более .
Никогда не используйте табличные значения теплоемкости, не проверив единицы фактических значений!
Удельную теплоемкость для обычных продуктов и материалов можно найти в разделе «Свойства материала».
Удельная теплоемкость — постоянное давление
Энтальпия — или внутренняя энергия — вещества зависит от его температуры и давления.
Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном давлении — это удельная теплоемкость при постоянном давлении — c p .
Удельная теплоемкость — постоянный объем
Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном объеме представляет собой удельную теплоемкость при постоянном объеме — c v .
Если давление не очень высокое, работой, выполняемой приложением давления к твердым телам и жидкостям, можно пренебречь, а энтальпия может быть представлена только компонентом внутренней энергии.Можно сказать, что теплота с постоянным объемом и постоянным давлением равна.
Для твердых и жидких веществ
c p = c v (1)
Удельная теплоемкость представляет собой количество энергии, необходимое для подъема 1 кг вещества к 1 o C (или 1 K) , и ее можно рассматривать как способность поглощать тепло. Единицы измерения удельной теплоемкости в системе СИ: Дж / кг · К (кДж / кг o C) .Вода имеет большую удельную теплоемкость 4,19 кДж / кг o C по сравнению со многими другими жидкостями и материалами.
- Вода — хороший теплоноситель!
Количество тепла, необходимое для повышения температуры
Количество тепла, необходимое для нагрева объекта от одного температурного уровня до другого, может быть выражено как:
Q = c p m dT ( 2)
, где
Q = количество тепла (кДж)
c p = удельная теплоемкость (кДж / кг · К)
м = масса (кг )
dT = разница температур между горячей и холодной стороной (K)
Пример воды для отопления
Учитывайте энергию, необходимую для нагрева 1.0 кг воды от 0 o C до 100 o C при удельной теплоемкости воды 4,19 кДж / кг o C :
Q = (4,19 кДж / кг o C ) (1,0 кг) ((100 o C) — (0 o C))
= 419 (кДж)
Работа
Работа и энергия с технической точки зрения — одно и то же, но работа — это результат, когда направленная сила (вектор) перемещает объект в одном направлении.
Объем выполненной механической работы можно определить с помощью уравнения, полученного из ньютоновской механики
Работа = Приложенная сила x Расстояние, перемещенное в направлении силы
или
W = F l (3)
, где
W = работа (Нм, Дж)
F = приложенная сила (Н)
l = длина или пройденное расстояние (м)
Рабочий стол также может быть описан как произведение приложенного давления и перемещенного объема:
Работа = Приложенное давление x Вытесненный объем
или
W = p A l (3b)
, где
p = приложенное давление (Н / м 2 , Па)
A = под давлением площадь (м 2 )
l = длина или расстояние, на которое зона давления перемещается под действием приложенной силы (м)
Пример — Работа, выполняемая силой
Работа, выполняемая силой 100 Н перемещение тела 50 м можно рассчитать как
W = (100 Н) (50 м)
= 5000 (Нм, Дж)
Единица измерения — джоуль, J, который определяется как объем работы, выполненной, когда сила 1 ньютон действует на расстоянии 1 м в направлении силы.
1 Дж = 1 Нм
Пример — Работа под действием силы тяжести
Работа, выполненная при подъеме массы 100 кг на высоте 10 м может быть рассчитана как
W = F г ч
= mgh
= (100 кг) (9,81 м / с 2 ) (10 м)
= 9810 (Нм, Дж)
, где
F г = сила тяжести — или вес (Н)
г = ускорение свободного падения 9.81 (м / с 2 )
h = высота (м)
В британских единицах измерения единичная работа выполняется при весе 1 фунт f (фунт-сила) является поднимается вертикально против силы тяжести на расстояние 1 фут . Единица называется фунт-фут .
Поднят объект массой 10 снарядов 10 футов . Проделанную работу можно рассчитать как
W = F г h
= m g h
= (10 пробок) (32.17405 фут / с 2 ) (10 футов)
= 3217 фунтов f футов
Пример — Работа, связанная с изменением скорости
Работа, выполненная при массе 100 кг ускоряется от от скорости 10 м / с до скорости 20 м / с можно рассчитать как
W = (v 2 2 — v 1 2 ) м / 2
= ((20 м / с) 2 — (10 м / с) 2 ) (100 кг) / 2
= 15000 (Нм, Дж)
где
v 2 = конечная скорость (м / с)
v 1 = начальная скорость (м / с)
Energy
Energy — это способность делать работа (перевод с греческого — «работа внутри»).Единицей измерения работы и энергии в системе СИ является джоуль, определяемый как 1 Нм .
Движущиеся объекты могут выполнять работу, потому что обладают кинетической энергией. («кинетический» означает «движение» по-гречески).
Количество кинетической энергии, которой обладает объект, можно рассчитать как
E k = 1/2 мВ 2 (4)
, где
m = масса объекта (кг)
v = скорость (м / с)
Энергия положения уровня (запасенная энергия) называется потенциальной энергией.Это энергия, связанная с силами притяжения и отталкивания между объектами (гравитация).
Полная энергия системы складывается из внутренней, потенциальной и кинетической энергии. Температура вещества напрямую связана с его внутренней энергией. Внутренняя энергия связана с движением, взаимодействием и связыванием молекул внутри вещества. Внешняя энергия вещества связана с его скоростью и местоположением и является суммой его потенциальной и кинетической энергии.
.
9 устройств, которые могут нагревать или охлаждать ваш ферментер
Когда дело доходит до брожения, температура является одним из наиболее важных шагов к счастливым дрожжам.
Пивные дрожжи лучше всего подходят при температуре от 68 до 72 ° F, в то время как лагеры обычно лучше всего при температуре от 45 до 55 ° F.
Ранее мы обсуждали варианты регулирования температуры брожения.
Однако функция , контролирующая температуру , — это только часть головоломки. На самом деле нагрев и охлаждение ферментера — это совсем другое дело, и для этого обычно требуется отдельное устройство или два.
Вам нужен контроллер, но еще и устройство для управления.
На этот раз мы расскажем о некоторых вариантах, которые помогут вам подготовить ферментационную станцию, независимо от того, нужно ли вам нагреть ее или охладить.
Некоторые из этих устройств имеют собственные контроллеры температуры, поэтому в таких случаях внешний контроллер не требуется. Но в большинстве этих гаджетов нет встроенного цифрового регулятора температуры, поэтому вам нужно будет его добавить. Очень надежный контроллер — Johnson A419.
Однако помните: температура окружающей среды не всегда равна температуре пива.
Хорошо, по гаджетам. Мы собираемся предположить, что вы еще не совсем готовы перейти на 20-галлонную коническую систему с гликольным охлаждением. Так что варианты ниже более реалистичны для кошелька.
И хотя это не исчерпывающий список, мы надеемся, что он заставит ваше творчество сдвинуться с мертвой точки и приблизит вас на один шаг к фантастическому домашнему пиву.
Переносной кондиционер
Плюсы
- Портативный / передвижной — Если вам нужно упаковать вещи между сессиями ферментации, они обычно находятся на роликах, чтобы их можно было легко хранить при необходимости.
- 120v — Специальная розетка не понадобится. Вилки NEMA 5 можно найти повсюду в доме, по крайней мере, в США.
- Обычно предназначен для помещений большего размера, чем ферментация, поэтому имеется большая охлаждающая способность.
Минусы
- Немного громко (50 + дБа) — 50 дБа по-прежнему тише, чем в автомобиле на шоссе, но создание шума в доме может быть проблемой.
- Для большинства устройств требуется вентиляция. Кондиционеры производят конденсат и горячий воздух.Он должен куда-то пойти.
- Управление с помощью внешних контроллеров с цифровыми устройствами ненадежно. Если вы используете внешний контроллер, они обычно включают / выключают питание как средство управления. Убедитесь, что ваше устройство будет автоматически переключаться после отключения электроэнергии.
Вот лучший портативный кондиционер на Amazon, который я лично рекомендую. Он быстро остывает и выдержал многие мои удары и синяки, перемещая его по магазину.
Оконный блок кондиционеров
Плюсы
- Состояние комнат быстрое.Они созданы для охлаждения всего жилого помещения. Ваша ферментационная комната, скорее всего, значительно меньше квадратных метров.
- Старший брат портативных компьютеров.
- Легко найти. Зайдите в свой любимый магазин DIY или коробку. Они находятся в больших коробках на нижней полке.
Минусы
- Питание / совместимость с внешними контроллерами. Хотя я не электрик, многие другие отмечали, что большинство контроллеров рассчитаны на выходную мощность 10 А или меньше. Хотя более новые энергоэффективные модели вполне подойдут, дважды проверьте совместимость, прежде чем жарить контроллер (или оконный блок, если на то пошло).
- Loud — Начиная с середины 50 дБа, оконные блоки привносят гудение в вашу мирную среду. Будьте готовы принять это во внимание.
- Вентиляция — Как и портативные устройства, кондиционеры создают горячий воздух, чтобы сделать холодный воздух. Не борись против себя.
- Вес — более 40 фунтов, будьте готовы обезопасить этого зверя.
Если вам нужно купить кондиционер с дребезжащим окном, купите этот на Amazon. У него справедливые цены, и множество клиентов очень им довольны.
Нагревательные ленты
Плюсы
- (отсутствие) Шумоизоляция — это для меня большой плюс. Хочу хорошего пива, но не ради того, чтобы нарушить покой в доме. Для нагревательных лент это не проблема.
- Простое включение / выключение — они работают от простого сопротивления. Единственное включение / выключение привязано к выбранному вами температурному контроллеру.
- Small — Опять же, если место не хватает, ремни и обертки удобно хранить в корзине, подносе или шкафу.
Минусы
- 1 на ферментер — если у вас несколько ферментеров, вам понадобится несколько лент.
- Горячие точки — Возможно, это только у меня в голове, но вам захочется посмотреть. Это можно свести к минимуму с помощью умного размещения датчика температуры, но это потребует экспериментов.
- Прочность. Как сказал мне Билли Б.: «У меня был FermWrap, и он полностью развалился». Ваш пробег может отличаться, но замена может быть произведена раньше, чем другие решения.
Приобретите собственный нагревательный пояс BrewBelt здесь. Вы не пожалеете об этом.
Лампы обогревательные
Плюсы
- Отлично подходит для повышения температуры — тепло, исходящее от нагревательных ламп, может способствовать быстрому нагреву.
- Вся ферментационная камера — одна на камеру, поэтому, если у вас несколько ферментеров, вам все равно понадобится только одна лампа.
- DIY Options — Эти самодельные наборы ведро + нагревательная лампа тоже стали популярными.
Минусы
- Пожарная опасность — Эта и следующая строки идут рука об руку. Это лампочка. Они становятся горячими. Держитесь подальше от легковоспламеняющихся предметов.
- Слишком жарко? — Позиционирование — это все. Вы же не хотите стимулировать рост бактерий с помощью более высоких температур.
- Вы должны заблокировать свет, чтобы не пропустить пиво. Покупатели будьте осторожны и планируйте соответственно. Такие идеи, как DIY Bucket + Heating lamp, могут помочь.
* Обновление — теперь я рекомендую вам получить более безопасную версию старой лампы накаливания.Эти керамические обогреватели отлично справляются с потенциальным риском возгорания и служат намного дольше, чем стандартные лампы. Они тоже вкручиваются прямо в розетку!
Преобразованный холодильник или ларь с морозильной камерой
Плюсы
- Автономный — Если у вас уже есть место для холодильника или морозильника, вы всего в одном контроллере температуры от выделенной среды. Ура!
- Нет вентиляции — здесь нет недостатка в кондиционировании воздуха.Холодильники созданы для того, чтобы сохранять прохладу внутри и тепло.
Минусы
- Размер — это холодильник (или морозильник). Они большие. Их не убирают после использования.
- Стоимость — Если вы не заменяете существующий в рабочем состоянии или не можете купить его на бывшем в употреблении рынке, холодильники и морозильники являются более дорогими для этой специальной цели.
- Только одна температура на единицу. Это может быть проблемой при использовании нескольких ферментеров.
Это выбор домашнего пива при создании кегератора + морозильная камера = Keezer. (Вот как собрать Keezer.)
Жакет для пивоварения
Плюсы
- Автономный — он находится на верхней части ферментера в вашем пиве.
- В более новой модели BrewJacket теперь охлаждает , а нагревает
- Имеет собственный встроенный регулятор температуры. Что еще тебе нужно?
- Компактность — опять же, на полу требуется не больше места, чем вы уже занимаете для своего ферментера.Если пространство является проблемой, это привлекательный вариант.
.
Минусы
- 1 на ферментер — Я мог бы придумать план расширения некоторых из этих установок на ферментер. BrewJacket? У меня ничего нет.
- Стоимость — прейскурантная цена на момент написания начинается с нескольких сотен долларов. Это может стать дорого при размножении в ферментерах. Лучше использовать камеру для брожения более 1.
Ознакомьтесь с BrewJacket и другими вариантами Keg Jackets здесь.
СС Brewtech FTSs
Плюсы
- Fermentation Nirvana — Если вы не можете позволить себе профессиональный ферментер с гликолевой рубашкой (другими словами, большинство из нас непрофессионалы), то это может вам помочь. Очевидно, Ss BrewTech действительно продумала этот продукт.
- Охлаждение и подогрев — Независимо от того, что вам нужно, просто отрегулируйте источник воды для горячего или холодного кондиционирования.
- Прямой выглядит потрясающе, особенно в сложенном виде.
Минусы
- Стоимость — прейскурантная цена составляет 249,95 долларов США плюс стоимость самого ферментера.
- Сделано для определенных ферментеров — Разработано специально для ферментеров BrewTech. Возможно, в будущем появится универсальный вариант, но пока вам нужен ферментер Ss BrewTech.
- Место — требуется охладитель для воды для кондиционирования.
Посмотрите видеообзор Билли Б. о системе FTS и ковшовом ферментере из нержавеющей стали.
Мат для рассады
Плюсы
- Равномерное распределение нагрева по подушке — Вы можете создать среду для брожения, встроенную в основу. Тепло распределится по всей площади.
- Возможность использования нескольких ферментеров — они бывают разных размеров. Купите тот, который лучше всего подходит для вашей пивоварни.
Минусы
- Достаточно жарко? Теоретически это было бы эквивалентом электрического лучистого теплого пола.Это означает, что я уже знаю, что ответ — да, он будет нагреваться до нужной вам температуры. Однако является ли мощность такой же, как у лучистого теплого пола? Я планирую вскоре ответить на этот вопрос.
- Только жара — Летом нужно сбрасывать температуру? Для этого вам понадобится отдельное охлаждающее устройство. В этой статье множество вариантов.
Купите мат для рассады.
Охлаждающая рубашка Cool Brewing
Плюсы
- Гибкость — подходит для бутылок, ведер и конусов разных размеров.
- Работает как с водой, так и с гликолем.
- Легко масштабируется для различных размеров партий
Минусы
- Более сложная настройка по сравнению с другими вариантами здесь.
- Вам нужно будет добавлять единицы по мере добавления ферментеров, чтобы ваши расходы могли расти.
Купите охлаждающую рубашку для заварки ферментации.
Что вы используете для нагрева или охлаждения ферментеров?
Как видите, существует множество вариантов кондиционирования участка ферментации, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.
Домашние пивовары — группа умных людей, и они всегда придумывают новые гаджеты для обслуживания, например, эти умные мониторы для бочонков, которые были профинансированы на Kickstarter. Есть ли что добавить? Добавляйте их в комментарии ниже!
.
Как работают радиаторы | HowStuffWorks
Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость — это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстрые молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , — это то, как радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.
Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.
Объявление
Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / м · К). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и имеет небольшой вес. Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.
Медь — один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность — 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже.Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.
Так куда же девается тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. У большинства компьютеров также есть дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами .Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.
.
Want to say something? Post a comment
Want to say something? Post a comment