Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла. Расчет котла твердотопливного

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

13 февраля 2015

Предыстория

Так получилось, что некоторое время назад я приобрёл частный дом на некотором «удалении от цивилизации». Удалённость от цивилизации определяется главным образом тем, что газ там отсутствует в принципе. А разрешённая мощность электрического подключения не предоставляет технической возможности отапливать дом электричеством. Единственным реальным источником тепла в зимнее время является использование твёрдого топлива. Другими словами, дом был оборудован печкой, которую прежний хозяин топил дровами и углём.

Если кто-то имеет опыт использования печки, то ему не нужно объяснять, что это занятие требует постоянного контроля. Даже в не слишком холодную погоду невозможно заложить в печку дрова один раз и «забыть» про неё. Если положить слишком много дров, то в доме станет жарко. А после прогорания топлива, дом всё-равно быстро остынет. Волей-неволей, для поддержания комфортной температуры нужно постоянно подкладывать дрова понемногу. А в сильные морозы печь нельзя оставить без присмотра даже на 3-4 часа. Если не хочешь проснуться утром в холодном помещении, будь добр хотя бы один раз за ночь к печке подойти…

Разумеется у меня желания работать кочегаром не было. И поэтому я сразу же стал думать о более удобном способе отопления. Конечно, при невозможности использования газа или электричества, таким способом могла стать только современная система отопления на твёрдом топливе, состоящая из твердотопливного котла, теплоаккумулятора и простейшей автоматики для включения и выключения рециркуляционного насоса.

Чем современный котёл лучше обычной печки? Он занимает намного меньше места, в него можно заложить больше топлива, он обеспечивает лучшее сгорание этого топлива при максимальной загрузке, и теоретически с его помощью можно большую часть тепла оставить в доме, а не выпустить в трубу. Но в отличие от печки, твердотопливный котёл практически не возможно использовать без теплоаккумулятора. Я так подробно об этом пишу, потому что знаю множество людей, которые пытались отапливать дом такими котлами, подключая их напрямую к трубам отопления. Ничего хорошего у них не получилось.

Что же такое теплоаккумулятор или, как его ещё называют, буферная емкость? В простейшем случае это просто большая бочка с водой, стенки которой имеют хорошую теплоизоляцию. Котёл за два-три часа своей работы нагревает воду в этой бочке. А потом эта горячая вода циркулирует по системе отопления до тех пор, пока не остынет. По мере остывания, котёл нужно разжигать снова. Простейший теплоаккумулятор легко сделает любой сварщик. Но я, после непродолжительных раздумий, от этой идеи отказался и купил готовый. Поскольку живу я в Украине, то обратился в компанию «Теплобак» и ни разу не пожалел: здесь аккумулирующие баки делают профессионально и очень качественно.

В зависимости от объёма теплоаккумулятора, мощности котла и того, сколько тепла нужно дому, котёл приходится топить не постоянно, а один-два раза в сутки, или даже раз в двое-трое суток.

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

При желании в интернете легко найти методики расчёта объёма теплоаккумулятора, но меня ни одна из них не устроила.

Некоторые «специалисты» рекомендуют умножать максимальную мощность имеющегося котла в киловаттах на какой-то коэффициент, причём этот коэффициент на разных сайтах отличается в два раза и более — от 25 до 50. По моему — бред полный. Просто потому, что полученный результат не имеет никакого отношения ни к вашему конкретному дому, ни к вашим пожеланиям как часто вам хочется топить котёл.

Нормальная методика учитывает все факторы: и климат в вашей местности, и теплоизоляцию дома, и ваши представления о комфорте. По-хорошему, этот расчёт также нужно будет провести много раз для разных температурных режимов, и выбрать максимальный объём теплоаккумулятора. И, кстати, мощность котла в правильной методике получается в результате расчётов, а не по принципу «какой был, такой и поставили». Но всё это достаточно сложно, и подходит скорее для котельных, а не для частного домовладения.

Я поступил гораздо проще. Я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла следующим образом.

Надо оценить количества тепла, которое требуется дому за сутки. Это самая сложная и ответственная часть работы. Опять таки можно углубиться в расчёты (в учебниках для строительных вузов можно найти все необходимые методики). Но,если есть возможность, то проще и надёжнее провести непосредственное измерение — просто протопив дом в холодную погоду и измерив количество использованного топлива. Мой дом сравнительно небольшой — немного меньше 100 кв. м, и довольно теплый. Поэтому у меня получилось, что при температуре на улице около 0 градусов, для поддержания комфортной температуры требуется с солидным запасом 50 кВт*ч, для — 10 градусов — 100 кВт*ч, для — 20 градусов — 150 кВт*ч.

Выбрать котёл очень просто. Самые распространённые котлы имеют мощность порядка 25 кВт и с одной максимальной загрузки дают эту мощность порядка 3 часов. Следовательно одна растопка даёт порядка 75 кВт*ч тепла. Для нулевой температуры, таким образом, даже одной полной загрузки мне будет многовато. А для -20 градусов вполне достаточно будет топить 2 раза в сутки. Меня этот вариант вполне устроил.
Теперь собственно объём теплоаккумулятора. Теплоёмкость воды 4,2 кДж на литр на градус. максимальная тепмература в теплоаккумуляторе — 95 градусов, комфортная температура воды в системе отопления — 55 градусов. То есть, 40 градусов разницы. Другими словами, 1 литр воды в теплоаккумуляторе может накопить 168 кДж тепла, или 46 Вт*ч. А 1000 литров, соответственно — 46 кВт*ч. Отсюда следует, что для того, чтобы сохранить тепло от одной полной загрузки котла мне нужен теплоаккумулятор на 1500 литров. Это всё с запасом. На самом деле, требуется немного меньше, но после изучения цен на буферные ёмкости я решил этим пренебречь.

Этот расчёт означает, что в сильные морозы мне приходится топить котёл два раза в сутки, а в очень сильные — и три раза. Причём делать это нужно равномерно в течение суток: утром и вечером или утром, в начале вечера и перед сном. А когда больших морозов нет, я топлю котёл всего один раз — в любое время суток.

Конечно, если поставить теплоаккумулятор ещё больший по объёму, то можно сделать свою жизнь ещё комфортнее. Но тут уже приходится сталкиваться и с тем, что для большой бочки нужно много места.

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Расчет буферной емкости для котла

Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25—50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома. Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Объем тепловогоаккумулятора, м 3

Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

Простая схема включения с подмешиванием

Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

Схема с гидравлическим разделением

Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

циркуляционный насос;
трехходовой термостатический клапан;
обратный клапан;
грязевик;
шаровые краны;
приборы контроля температуры.

Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

Преимущества и недостатки

Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками?

Сейчас многие владельцы частных домов, которые живут вдалеке от центральной магистрали отопления, переходят на твердотопливные котлы. Но эти устройства имеют существенный недостаток – для поддержания в помещении нужной температуры их нужно растапливать дважды за сутки, иначе можно остаться без тепла. Чтобы этого не случилось, в домашнюю систему отопления вводят еще один узел – теплоаккумулятор для твердотопливного котла. Его еще называют накопителем из-за способности удерживать тепло.

Особенности конструкции теплоаккумулятора

Устройство представляет собой цилиндрическую емкость, выполненную из нержавейки или черной стали. Габариты емкости зависят от его объема, который варьируется от нескольких сотен до десятков тысяч литров. Из-за больших объемов такое устройство сложно разместить в уже имеющейся котельной, поэтому нередко приходится ее достраивать. Существуют модели как с заводской теплоизоляцией, так емкости без неё.

При монтаже теплоаккумулятора нужно учитывать, что толщина утеплителя составляет 10 см. После него сверху на бак надевается кожаный кожух. Внутри емкости находится теплоноситель, который при сгорании топлива в котле быстро нагревается и долго сохраняет тепло за счет слоя утеплителя. После остановки работы котла накопитель отдает свое тепло в помещение, обогревая его. По этой причине растапливать котел будет необходимо не так часто, как раньше.

По своему устройству емкости теплоаккумулятора бывают:

с расположенным внутри бойлером. Такая конструкция создана для обеспечения жилья горячей водой из автономного источника;
с одним или двумя теплообменниками;
пустыми (без теплоносителя).

Для подключения накопителя к котлу и системе отопления дома предусмотрены резьбовые отверстия.

Принцип работы накопителя

Благодаря налаженной работе всей топливной системы, и в частности, теплоаккумулятора для твердотопливного котла, в жилье поддерживается постоянная температура за счет высокого КПД устройства и рационального использования тепла. Взаимодействие всей системы происходит в следующей последовательности:

Подача в котел холодной воды. После начала работы циркуляционного насоса, расположенного между котлом и накопителем, холодная жидкость из последнего устройства передается в верхнюю часть котла, и горячая вода начинает занимать освободившееся пространство.
Подача горячей воды в отопительную систему . После включения насоса, установленного между накопителем и радиатором, он нагнетает горячую воду в трубы отопления, а холодный теплоноситель начинает поступать вниз накопительного бака. После достижения в помещении нужной температуры термостат отключает работу накопителя.
Передача аккумулирующей энергии. Она осуществляется даже после сгорания в топке всех дров. Накопитель будет передавать тепло до тех пор, пока весь его бак не заполнится холодной водой.

Теплоаккумулятор для котлов отопления может отапливать помещение своими силами даже сутки. На продолжительность его работы будет влиять объем емкости, количество радиаторов, продолжительность труб между ними и температура на улице. Продлить его работу помогут встроенные в него змеевики – ТЭНы, подогревающие жидкость.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Это устройство имеет довольно внушительные размеры, поэтому его лучше вносить в первоначальный проект отопления. Существует несколько методик расчета его бака. Приведем самые простые из них:

Буферная емкость выбирается из среднего соотношения 30–50 л воды на 1 кВт мощности котельной установки.

Принять за исходную величину площадь отапливаемого помещения. Зная квадратуру отапливаемого помещения, следует умножить ее на 4 и получить объем бака. Например, нагреть домик в 50 м2 способен накопитель в 200 литров.

Не стоит брать бак слишком большого объема. В этом случае нужно нагреть много воды, а котел может не справиться с поставленной задачей. Его мощность первоначально выбиралась исходя из расчета, что она больше в два раза нужной, а в случае использования габаритной емкости потребуется приобрести котельную установку еще с большим запасом мощности.

При выборе накопительной емкости кроме расчетов следует учитывать еще один показатель: если теплопотребление в пиковые часы сильно отличается от среднечасового, и они занимают продолжительное время, то бак нужно покупать с большим объемом, чем получился при расчетах.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Подключение осуществляется в упрощенном виде, и может быть выполнено своими руками. Буферная емкость располагается параллельно отопительному устройству, а трубы закольцовывают ее, поэтому такая схема известна еще как обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

В подключении участвуют:

трехходовой клапан;
циркуляционный насос, расположенный на обратной магистрали между котлом и накопителем;
змеевик для нагрева воды;
теплоаккумулятор для котла отопления в виде большого бака, наполненного горячей и холодной водой;
трехходовой кран;
циркуляционный насос, находящийся между накопителем и радиатором;
котел;
отопительный прибор.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется через патрубки. Более точную информацию о завязке всех приборов отопительной системы можно понять, изучив пошаговую инструкцию.

Инструкция и видео по подключению теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Пошаговая инструкция по подключению агрегата:

Вначале устанавливается котел по стандартной схеме. На трубах, идущих от него к накопителю, обязательно нужно установить группу безопасности и трехходовой клапан. Последний защищает котельную установку от конденсата. Если в котле ручная загрузка, то температура воды в обратной магистрали будет не ниже 55 0С, а для его аналога гидролизного типа она лежит в пределах от 65 до 75 0С. Под этот показатель подбирается соответствующий клапан. Перед ним устанавливается циркуляционный насос, нагнетающий горячий теплоноситель в буферный бак.
В систему подключается теплоаккумулятор.
На верхней трубе устанавливается трехходовой смесительный кран.
Подключается насос. Для его подсоединения в систему нужно дополнительно установить на верхней части накопителя обычный релейный термостат, который имеет погружную гильзу.
После него необходимо предусмотреть два обратных клапана: лепестковый вид будет расположен на горячей трубе, а пружинный на обратке. Они необходимы для введения в систему газового котла.

Установка, работающая на газу, признана выполнять две функции: она выступает альтернативным источником тепла, а также компенсирует долгий нагрев отопительной системы котлом, уменьшая его от 4 часов до получаса. Газовая установка дает в систему воду, нагретую до 40 0С, а котел нагнетает ее до 600С. Когда такая вода продвигается по системе, в газовом устройстве происходит автоматическое отключение. В случае если в системе температура станет меньше 400С, газовый котел снова включится и начнет обогревать жилье.

В предложенном ролике продемонстрировано, как правильно подсоединить накопитель с котлом на твердом топливе и его аналогом на газу.

Сегодня накопители для топливной системы очень популярны. Они эффективны и экономны. С ними можно оттянуть закладку топлива в котел на сутки, а при продумывании всех деталей системы и на более долгий срок. Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу можно выполнить самому или обратившись за помощью к специалистам. Запуск отопления лучше производить в их присутствии, чтобы они правильно отреагировали при возникновении неполадок.

Источники: http://www.sovets.ru/housewife/flat/otoplenie/11111.htm, http://cotlix.com/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-rekomendacii-po-vyboru, http://ksportal.ru/804-podklyuchit-teploakkumulyator-k-tverdotoplivnomu-kotlu.html

teplosten24.ru

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности электрических, твердотопливных изделий, цена, фото

Приобретая котел отопления, перед покупателем возникает задача, связанная с тем, какая мощность должна быть у устройства. Дело в том, что от данного параметра зависит не только качество работы системы, но и срок ее эксплуатации. Именно поэтому расчет мощности котла отопления по площади выполняется еще на стадии проектирования.

Любительское фото типового котла, присоединенного к системе

Варианты получения данных и их необходимость

Для начала необходимо сказать о том, что раньше такой показатель находили очень просто. Достаточно было площадь помещения разделить на десять и в итоге получится значение в кВт, которое нужно использовать, как номинальную мощность изделия. Однако современная инструкция по монтажу не рекомендует использовать такой подход, поскольку качество построек, их конструкция и тип материалов сильно изменились за последнее время.

Для получения необходимых данных, прежде всего, нужно узнать площадь всех помещений в квартире или доме и иметь замеры высоты потолка

Необходимость в расчетах

Прежде всего, точные данные позволят определить конкретный тип устройства, которое необходимо. Не придется переплачивать за избыточную мощность или страдать из-за ее нехватки. Дело в том, что цена изделия напрямую зависит от этого параметра.

Таблица с указанием накопительных мощностей при определенном времени нагрева и использовании соответствующего теплоаккумулятора

Также необходимо упомянуть и о том, что устройство должно работать на своем оптимальном режиме. Если оно будет использоваться менее чем на 60%, то это сильно снизит срок эксплуатации его деталей, и в дымоходе будет появляться конденсат. Поэтому вопрос о том, как рассчитать мощность котла отопления требует довольно точного ответа и проверенных данных.

Таблица с типовыми параметрами, которые получены при учете высоты помещения до трех метров и максимальном расходе газового топлива

Отдельное внимание стоит уделить и тому, что более мощные системы имею дорогие детали, и при профилактическом ремонте это приведет к лишним затратам. При этом КПД при неполном использовании оборудования очень сильно снижается, поскольку оно рассчитано для работы с конкретным объемом. Именно поэтому расчет тепловой мощности системы отопления очень важен при выборе бытового отопительного котла для дома.

Совет!Некоторые производители сразу указывают на своих изделиях данные, которые указывают на площадь помещения или его объем.Однако все это довольно относительно и подлежит проверке.

Некоторые производители подобного оборудования создают специальное программное обеспечение, которое дает возможность покупателю самостоятельно подобрать не только изделие необходимой мощности, но и конкретно указывает на модель

Вычисления

Если расчет мощности электрического котла отопления или калорифера производится в помещении с потолками высотой до трех метров, то необходимо использовать специальную формулу: МК = S*УМК/10

Где МК — мощность котла, S — площадь помещения, а УМК — это удельная мощность установки. (См. также статью Электрокотел для отопления: особенности.)

Основные варианты расчета мощности

Стоит отметить, что расчет мощности отопительного котла в качестве последнего параметра предполагает использование специальных величин для определенных регионов страны.

Например:

для подмосковных регионов он будет составлять 1.2 — 1.5 кВт,
для южных регионов он равняется 0.7 — 0.9 кВт,
для средней полосы этот параметр будет составлять 1.0 — 1.2 кВт,
а вот северные регионы должны воспользоваться данными равными 1.5 — 2.0 кВт.

Формула расчета с учетом всех теплопотерь

Если же высота потолка значительно выше, то необходимо произвести дополнительные вычисления.

При этом расчет мощности отопления будет производиться с запасом в 15 — 20%.

Для получения необходимой величины нужно сначала умножить величину запаса, которая будет равна числу 1.15 или 1.20, на данные по прогнозируемым потерям.
Чтобы узнать такие потери необходимо произвести дополнительный расчет мощности системы отопления. Для этого необходимо умножить разницу внешней и внутренней температуры на объем помещения, а затем, полученную величину умножают и на коэффициент теплоизоляции здания и делят на 860.
Сам этот коэффициент берут из специальной инструкции. Например, для обычных конструкций из дерева или железа он будет составлять 3 или 4, а для здания с хорошей термоизоляцией это число будет ровняться от 0,6 до 0,9.
Однако стоит отметить, что готовые данные этого типа не могут претендовать на полноценный расчет мощности твердотопливного котла. Дело в том, что подобное оборудования для горения может использовать материалы, которые дают разный жар. Поэтому стараются использовать средние параметры газовых систем.

Совет!Учитывая всю сложность подобных вычислений лучше воспользоваться специальным программным обеспечением, которое специально придумано для этих целей.

Существует отдельное программное обеспечение для учета всех потерь тепла

Калькулятор

Большинство специалистов, рассказывая как рассчитать мощность отопительного котла, рекомендуют воспользоваться специальным программным обеспечением. В него вводятся масса различных параметров, начиная от высоты потолка и заканчивая типом утеплителя, а значит, полученный результат будет максимально приближенный к действительности. Это очень важно при проектировании больших помещений или частных домов.

Необходимо отметить, что использовать подобный калькулятор своими руками может даже человек без опыта. Главное иметь все необходимые для ввода данные и четко следовать инструкции.

Совет!Все имеющиеся параметры нужно перевести в те величины, которые использует для работы калькулятор.Если этого не сделать, то конечный результат будет иметь неточности.

Чем больше непредвиденных утечек тепла или расходов, тем больше уменьшается КПД изделия

Вывод

Изучив подробнее видео, представленное в этой статье, можно узнать более детально о подобных вычислениях и необходимых данных. Также принимая во внимание текст, приведенный выше, стоит сделать вывод о том, что порой лучше воспользоваться специальной программой, чем производить расчеты самостоятельно.

gidroguru.com

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

13 февраля 2015

Предыстория

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

Я поступил гораздо проще. Я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла следующим образом.

Надо оценить количества тепла, которое требуется дому за сутки. Это самая сложная и ответственная часть работы. Опять таки можно углубиться в расчёты (в учебниках для строительных вузов можно найти все необходимые методики). Но,если есть возможность, то проще и надёжнее провести непосредственное измерение — просто протопив дом в холодную погоду и измерив количество использованного топлива. Мой дом сравнительно небольшой — немного меньше 100 кв. м, и довольно теплый. Поэтому у меня получилось, что при температуре на улице около 0 градусов, для поддержания комфортной температуры требуется с солидным запасом 50 кВт*ч, для — 10 градусов — 100 кВт*ч, для — 20 градусов — 150 кВт*ч.
Выбрать котёл очень просто. Самые распространённые котлы имеют мощность порядка 25 кВт и с одной максимальной загрузки дают эту мощность порядка 3 часов. Следовательно одна растопка даёт порядка 75 кВт*ч тепла. Для нулевой температуры, таким образом, даже одной полной загрузки мне будет многовато. А для -20 градусов вполне достаточно будет топить 2 раза в сутки. Меня этот вариант вполне устроил.
Теперь собственно объём теплоаккумулятора. Теплоёмкость воды 4,2 кДж на литр на градус. максимальная тепмература в теплоаккумуляторе — 95 градусов, комфортная температура воды в системе отопления — 55 градусов. То есть, 40 градусов разницы. Другими словами, 1 литр воды в теплоаккумуляторе может накопить 168 кДж тепла, или 46 Вт*ч. А 1000 литров, соответственно — 46 кВт*ч. Отсюда следует, что для того, чтобы сохранить тепло от одной полной загрузки котла мне нужен теплоаккумулятор на 1500 литров. Это всё с запасом. На самом деле, требуется немного меньше, но после изучения цен на буферные ёмкости я решил этим пренебречь.

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Расчет буферной емкости для котла

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Объем тепловогоаккумулятора, м 3

Простая схема включения с подмешиванием

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Схема с гидравлическим разделением

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

циркуляционный насос;
трехходовой термостатический клапан;
обратный клапан;
грязевик;
шаровые краны;
приборы контроля температуры.

Преимущества и недостатки

Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками?

Особенности конструкции теплоаккумулятора

По своему устройству емкости теплоаккумулятора бывают:

с расположенным внутри бойлером. Такая конструкция создана для обеспечения жилья горячей водой из автономного источника;
с одним или двумя теплообменниками;
пустыми (без теплоносителя).

Для подключения накопителя к котлу и системе отопления дома предусмотрены резьбовые отверстия.

Принцип работы накопителя

Подача в котел холодной воды. После начала работы циркуляционного насоса, расположенного между котлом и накопителем, холодная жидкость из последнего устройства передается в верхнюю часть котла, и горячая вода начинает занимать освободившееся пространство.
Подача горячей воды в отопительную систему . После включения насоса, установленного между накопителем и радиатором, он нагнетает горячую воду в трубы отопления, а холодный теплоноситель начинает поступать вниз накопительного бака. После достижения в помещении нужной температуры термостат отключает работу накопителя.
Передача аккумулирующей энергии. Она осуществляется даже после сгорания в топке всех дров. Накопитель будет передавать тепло до тех пор, пока весь его бак не заполнится холодной водой.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Буферная емкость выбирается из среднего соотношения 30–50 л воды на 1 кВт мощности котельной установки.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

В подключении участвуют:

трехходовой клапан;
циркуляционный насос, расположенный на обратной магистрали между котлом и накопителем;
змеевик для нагрева воды;
теплоаккумулятор для котла отопления в виде большого бака, наполненного горячей и холодной водой;
трехходовой кран;
циркуляционный насос, находящийся между накопителем и радиатором;
котел;
отопительный прибор.

Инструкция и видео по подключению теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Пошаговая инструкция по подключению агрегата:

Вначале устанавливается котел по стандартной схеме. На трубах, идущих от него к накопителю, обязательно нужно установить группу безопасности и трехходовой клапан. Последний защищает котельную установку от конденсата. Если в котле ручная загрузка, то температура воды в обратной магистрали будет не ниже 55 0С, а для его аналога гидролизного типа она лежит в пределах от 65 до 75 0С. Под этот показатель подбирается соответствующий клапан. Перед ним устанавливается циркуляционный насос, нагнетающий горячий теплоноситель в буферный бак.
В систему подключается теплоаккумулятор.
На верхней трубе устанавливается трехходовой смесительный кран.
Подключается насос. Для его подсоединения в систему нужно дополнительно установить на верхней части накопителя обычный релейный термостат, который имеет погружную гильзу.
После него необходимо предусмотреть два обратных клапана: лепестковый вид будет расположен на горячей трубе, а пружинный на обратке. Они необходимы для введения в систему газового котла.

msklimat.ru

твердотопливные котлы - Расчет твердотопливного котла

Задумался вот я просчитать, насколько эффективен мой котел в сравнении с твердотопливными котлами, которые рядами в маркетах расставлены. Слов нет, красивые, яркие, с паспортами, инструкциями, у каждого мощность объявлена чуть ли не до тысячных долей квт. С гарантиями даже. И КПД у каждого почему-то чуть ли не 100%, завидно даже.

А у меня, такой, простенький самделишный. Привез кирпич не ахти какой, сложил, не везде прямой, обиходил, как смог, да запустил в работу. Гарантий нету, паспорта не завел, инструкций не написал - жена и без них справляется лучше меня. Больше-то ведь она топит, я только дровами занимаюсь:)

Вот, ничего-то у меня нету. Надо хотя бы мощность его как-то вычислить, да еще и КПД узнать, а то вдруг я дрова понапрасну жгу? Вот вычислю - и для супруги паспорт напечатаю... Правда, читать она вряд ли будет, улетит энтот паспорт в первую же топку. Ей оно надо?

Но мне вот засвербило, захотелось посчитать. А надо сказать, что общие теплопотери у моего домика по расчетам составляют 3.2 кВт. Домик небольшой, более-менее прилично теплый, хотя и не дотягивает до современных нормативов.

Короче, для восполнения теплопотерь при -20 градусах за бортом мне требуются 3,2 * 24 = 76.8 квт-час тепловой энергии. Это в сутки, конечно. А мой кирпичный твердотопливный котел на дровах топим 1 раз в сутки, сгорает при этом в среднем 25 кг дров.

И еще можно доложить, что массовая теплотворность дров не зависит от породы или объема, и даже от степени трухлявости. Она зависит от их влажности. В статье Теплотворная способность дров. об этом можно почитать.

Дрова у меня по влажности относятся к категории воздушно-сухой, так как сушились в поленице на открытом воздухе под крышей. Лежат они у меня обычно два-три года, так что их влажность вполне можно принять за 20%. Ну, для уверенности возьму не 20, возьму 25%. Тогда их массовая теплотворность будет равна 3120 ккал/кг.

Одной топки в сутки мне достаточно для того, чтобы в доме поддерживать нормальную температуру в пределах 20 градусов, когда за бортом в течение суток средняя температура -20 град. (Ночью - похолоднее, днем - теплее). И поскольку этого достаточно и поскольку мои теплопотери составляют 76.8 квт-час в сутки, я могу с уверенностью сказать, что получаю от котла именно такое количество тепловой энергии.

Тут для расчетов совсем неважно, каким образом я распределяю тепло в доме. Есть у меня аккумулятор, нет у меня аккумулятора, сколько у меня батарей... Потерял 76.8 - выработал 76.8. Выработал - и пусть хоть ведрами разнес по комнатам. Баланс обеспечен.

Но это речь о полезной энергии. Котел-то у меня ведь не фирменный, не брендовый, без докУмента. Но КПД у него все равно какой-то есть. То есть, сколько-то тепла он должен еще и в трубу выбросить. А вот сколько? Это вопрос. Для этого сначала просчитать надо, сколько тепла получилось от сгорания дров.

Теоретически это несложно. Берем вес дров, берем массовую теплотворность, перемножаем и получаем количество тепловой энергии, которая выработалась от сгорания в топке. То бишь: 25 * 3120 = 78000 ккал. Умножаем это значение на 0,00116 для перевода единиц в квт-часы и получаем 90,48 квт-час тепловой энергии.

Оба-на! Дык ведь совсем неплохо! Дрова отдали 90,48 квт-час, котел передал в дом 76.8 квт-час. Вполне можно считать, что КПД котла находится в пределах: 76.8 / 90.48 * 100 = 84.88 %. Короче, 85 процентов.

Ну, а фактическую мощность подсчитать уже и совсем несложно. Котел, чтобы сжечь эти 25 кг дров, топится примерно 40 минут. Не раз уже замечено и отмеряно. И тогда его фактическая мощность выразится вот этим: 76,8 * 60 / 40 = 115.2 квт.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

Так. А какой расход топлива? Тоже несложно. 1 кг дров выдает 3120 ккал, или 3.62 квт-час тепла. КПД котла - 85%. Выходит, с 1 кг сухих дров получаем 3.62 * 0.85 = 3.1 квт-час тепловой энергии. Если пересчитать на сухие березовые дрова влажностью 25%, (объемный вес 500 кг/м3), то получится 3,1 * 500 = 1550 квт-час/м3. Иными словами, для выработки 1000 квт-час тепловой энергии необходимо 1000 / 1550 = 0.65 м3.

Вот, теперь можно и пачпорт нарисовать (щелкнуть для увеличения картинки):

Твердотопливный дровяной котел.
Габариты (д-ш-в) - 1.5 х 1 х 1.6.
Мощность (фактическая): 115 кВт
КПД: 85%.
Расход на 1000 квт-час - 0,65 м3 березовых дров влажностью 25%.

Это был, пусть приблизительный, но все же расчет параметров моего твердотопливного кирпичного котла.

teplo-faq.net

Расход дров в твердотопливном и пиролизном котле на отопление дома, расчет

В связи с неуклонным повышением стоимости тарифов на электричество и природный газ, все более актуальным для отопления становится использования различных видов твердого топлива. Неудивительно, что хозяева частных домов стремятся подыскать другие варианты экономного отопления и устанавливают теплогенераторы, работающие на дровах. Но, прежде чем приобрести твердотопливный котел, каждый домовладелец хочет понять, во что обойдется ежедневная эксплуатация такого источника тепла. Для этого в первую очередь следует определить расход дров на отопление дома, о чем и пойдет речь в данной статье.

Исходные данные для расчета

Сами вычисления, с помощью которых определяется количество сжигаемой в топке котла древесины, достаточно просты. Сложность состоит в том, чтобы правильно выбрать исходные данные для выполнения расчетов. Конечно, проще всего воспользоваться каким-нибудь онлайн-калькулятором, что размещены на различных интернет-ресурсах, и таким образом выяснить для себя нормы расхода дров на отопление своего жилища. Только вот проверить правильность подсчета можно лишь одним способом: выполнить его самостоятельно, вручную.

По этой причине мы изначально предлагаем идти таким путем, тогда вы будете уверены в результате. А вот проверить его правильность сможете на нескольких онлайн-калькуляторах. Ниже мы представим методику и одновременно в качестве примера проведем расчет расхода количества дров для отопления дома в 100 м2. Но прежде всего – исходные данные, вот их перечень:

порода древесины, которой предполагается топить помещения;
степень их влажности;
КПД печи или котла на твердом топливе;
потребная на обогрев здания тепловая мощность.

Те, кто хоть раз пользовался печкой, наверняка замечали, что при горении дров из разных деревьев выделяется неодинаковое количество тепла. Например, березовые поленья дают больше жара, чем тополь или сосна. Так происходит потому, что разные породы деревьев имеют различную плотность и теплотворную способность. Также количество дров на 1 кВт тепловой энергии зависит от их влажности. Чем она выше, тем больше теплоты уходит на испарение воды из топлива, а на обогрев дома остается меньше. По итогу древесины на обогрев жилища уйдет больше.

Эффективность использования энергии, содержащейся в древесине, зависит от КПД того или иного источника тепла. Например, камин или обычная печь много энергии выбрасывают в атмосферу вместе с продуктами горения, соответственно, их КПД не превышает 60%. Другое дело – твердотопливный или пиролизный котел, чья эффективность может достигать 80%, эти особенности необходимо учитывать, просчитывая расходы на отопление частного дома.

Ниже в таблице представлены справочные данные о теплотворной способности 1 м3 некоторых пород древесины при определенной влажности.

Примечание. В таблице указаны значения для «чистого» кубометра каждого вида топлива, расчет кубатуры дров надо выполнять по 1 м3 поленьев или бревен складского хранения, о чем будет сказано ниже.

Значение тепловой мощности, необходимой для отопления жилища, лучше всего принять по расчету, сделанному специалистами во время проектирования дома. Но зачастую подобные данные у домовладельцев отсутствуют, в таком случае количество и стоимость дров на отопление можно высчитать по усредненному значению потребной мощности. Она определяется общеизвестным методом: на обогрев 10 м2 помещений затрачивается 1 кВт теплоты при самых неблагоприятных условиях, а в среднем за сезон – 0.5 кВт. То есть, усредненный норматив для дома площадью 100 м2 составит 5 кВт/ч.

Порядок выполнения расчета

Итак, чтобы выяснить объемный расход дров в твердотопливном котле или печи за 1 сутки, надо воспользоваться формулой:

V = 24Q / (q х 0.01КПД), где:

V – количество дров, расходуемых за 1 час, м3;
Q – потребная мощность на обогрев здания, кВт;
q – теплотворная способность заданной породы древесины определенной влажности, принимается по таблице, кВт/м3;
КПД – эффективность котельной установки в процентах.

Если предположить, что в нашем примере жилище будет отапливаться пиролизным котлом на твердом топливе с КПД 75%, загружаемым поленьями из просушенной сосны, то формула расчета дров примет такой вид:

V = 24 х 5 / (2166 х 0.01 х 75) = 0.074 м3

Важно! Чтобы правильно вычислить расход дров в пиролизном котле, надо учитывать особенности его работы. КПД 75—80% применяется в формуле, когда дрова имеют влажность не выше 25%. Если же этот показатель больше, то эффективность теплогенератора снижается до 70%, как у традиционных агрегатов.

Дальше нетрудно посчитать, сколько потребуется топлива на 1 месяц: 0.074 х 30 = 2.22 м3. Но этот результат – неокончательный, поскольку в формуле принимает участие значение теплоты сгорания для «чистого» кубометра, а в реальности топливо в поленнице занимает больше места из-за плотности укладки. Чтобы правильно произвести расчет дров в кубах, надо определить количество складометров.

Осуществить данные вычисления поможет ГОСТ 3242–88, в нем прописан норматив, в соответствии с которым складированные дрова следует обмерять, высчитывать складометры, а потом их переводить в плотные меры – кубометры. Перевод осуществляется путем умножения объема поленницы на коэффициент полнодревесности. Ниже в таблице представлены значения данного коэффициента для древесины различной конфигурации.

Поскольку в нашем случае стоит обратная задача, то полученный ранее объем топлива надо делить на один из коэффициентов, соответствующий реальным условиям.

Для примера возьмем колотые дрова длиной 0.5 м, тогда для хвойных пород следует выбрать значение 0.73. Окончательно выясняем реальный расход твердого топлива из сухой сосны за 1 месяц для частного дома площадью 100 м2:

2.22 м3 / 0.73 = 3.04 м3

Заключение

Как видите, затраты на отопление загородного дома дровами подсчитать вовсе не сложно. Важно не перепутать исходные данные, а в конце полученные кубометры помножить на цену топлива в вашем регионе. Важный момент: при заказе дров уточните, какие меры использует поставщик: «чистые» кубометры или складометры, тут есть вероятность ошибиться и переплатить либо недополучить некоторое количество древесины.

cotlix.com

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Предыстория

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

Я поступил гораздо проще. Я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла следующим образом.

Надо оценить количества тепла, которое требуется дому за сутки. Это самая сложная и ответственная часть работы. Опять таки можно углубиться в расчёты (в учебниках для строительных вузов можно найти все необходимые методики). Но,если есть возможность, то проще и надёжнее провести непосредственное измерение — просто протопив дом в холодную погоду и измерив количество использованного топлива. Мой дом сравнительно небольшой — немного меньше 100 кв. м, и довольно теплый. Поэтому у меня получилось, что при температуре на улице около 0 градусов, для поддержания комфортной температуры требуется с солидным запасом 50 кВт*ч, для — 10 градусов — 100 кВт*ч, для — 20 градусов — 150 кВт*ч.
Выбрать котёл очень просто. Самые распространённые котлы имеют мощность порядка 25 кВт и с одной максимальной загрузки дают эту мощность порядка 3 часов. Следовательно одна растопка даёт порядка 75 кВт*ч тепла. Для нулевой температуры, таким образом, даже одной полной загрузки мне будет многовато. А для -20 градусов вполне достаточно будет топить 2 раза в сутки. Меня этот вариант вполне устроил.
Теперь собственно объём теплоаккумулятора. Теплоёмкость воды 4,2 кДж на литр на градус. максимальная тепмература в теплоаккумуляторе — 95 градусов, комфортная температура воды в системе отопления — 55 градусов. То есть, 40 градусов разницы. Другими словами, 1 литр воды в теплоаккумуляторе может накопить 168 кДж тепла, или 46 Вт*ч. А 1000 литров, соответственно — 46 кВт*ч. Отсюда следует, что для того, чтобы сохранить тепло от одной полной загрузки котла мне нужен теплоаккумулятор на 1500 литров. Это всё с запасом. На самом деле, требуется немного меньше, но после изучения цен на буферные ёмкости я решил этим пренебречь.

www.sovets.ru

Каталог товаров:

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла. Расчет котла твердотопливного

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Предыстория

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Расчет буферной емкости для котла

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Рекомендации по выбору

Простая схема включения с подмешиванием

Схема с гидравлическим разделением

Преимущества и недостатки

Рекомендуем:

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками?

Особенности конструкции теплоаккумулятора

Принцип работы накопителя

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Инструкция и видео по подключению теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности электрических, твердотопливных изделий, цена, фото

Варианты получения данных и их необходимость

Необходимость в расчетах

Вычисления

Калькулятор

Вывод

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Предыстория

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Расчет буферной емкости для котла

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Рекомендации по выбору

Простая схема включения с подмешиванием

Схема с гидравлическим разделением

Преимущества и недостатки

Рекомендуем:

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками?

Особенности конструкции теплоаккумулятора

Принцип работы накопителя

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Инструкция и видео по подключению теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

твердотопливные котлы - Расчет твердотопливного котла

Расход дров в твердотопливном и пиролизном котле на отопление дома, расчет

Исходные данные для расчета

Порядок выполнения расчета

Заключение

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Предыстория

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

Смотрите также