Изготовление буферной емкости для твердотопливного котла своими руками. Теплоаккумулятор своими руками для твердотопливного котла
Изготовление теплоаккумулятора для твердотопливного котла своими руками
Когда дрова в твердотопливном котле догорают, он перестает греть воду и в комнатах становится холодно. Чтобы такая остановка не сказалась на работе системы отопления, необходимой является обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.
Схема теплоаккумулятора включает такие элементы:
- Бак из нержавеющей стали или других материалов.
- Теплоизоляционный материал (находится вокруг бака).
- Змеевик. Его делают из меди. Он размещается внутри термоаккумулятора.
При расчете теплоаккумулятора для твердотопливного котла нужно выбрать наиболее подходящий накопитель тепла по следующим показателям:
- Количества тепла, необходимое для отопления дома.
- Продолжительности простоя котла.
Например, для отопления дома площадью в 200 кв. м. и ГВС с косвенным бойлером на 50 л нужно создавать 33 кВт/час тепла. Если котел будет простаивать 6 часов, то теплоаккумулятор должен отдать за это время 33*6 = 198 кВт. До выключения прибора он должен накопить такое количество тепла.
По системе отопления может циркулировать теплоноситель с температурой 65, 70 или 85 °С. Пусть в схему радиаторов будет поступать вода, нагретая до 70 °С. Из котла может поступать вода, нагретая до 110 °С. Ее температура будет составлять 95 °С. Такую же температуру будет иметь нагретая вода в теплоаккумуляторе. Разница температур составляет 25 °С.
При охлаждении до такой температуры 1 л воды потеряет 0,0012*1*25 = 0,03 кВт. Цифра 0,0012 является удельной емкостью воды, выраженной в кВт/(кг*°С). Цифра 1 – это вес 1 л воды. Чтобы накопитель тепла смог отдать 198 кВт, нужно, чтобы его объем составлял 198/0,03 = 6 600 л. Это составляет 6,6 куб м. Такой объем имеет цилиндр высотой 2,5 м и диаметром 1,8 м.
Теплоаккумулятор для твердотопливного котла можно изготовить своими руками в форме цилиндра, квадратной или прямоугольной формы. Первый вариант лучше. Для его изготовления стоит взять обычный листовой металл с толщиной 4-9 мм. Выгнуть такой металл в цилиндр в домашних условиях очень сложно. Поэтому стоит обратиться в металлообрабатывающие компании. Там проведут прокатку материала и сделают качественные швы.
Проще изготовить своими руками прямоугольный бак. Изготовление включает такие этапы:
- Подключение болгарки к электросети и разрезание металла на прямоугольники согласно своей схеме.
- Установка двух вертикальных сторон под углом 90°. Для их фиксации можно использовать большие тяжелые предметы. Могут подойти бочки.
- Выполнение точечной сварки в нескольких местах.
- Проверка правильности угла и при необходимости коррекция.
- Сварка двух стенок. Шов следует делать как извне, так и изнутри.
- Приваривание всех остальных частей.
- Наваривание на каждую сторону 4-5 ребер жесткости. Такие ребра можно было бы не приваривать на бак с объемом, меньшим 5 куб. м. Если будет использоваться цилиндрическая емкость, то ребра жесткости необходимы на верхней и нижней стороне.
Поскольку теплоаккумулятор дляу стройства будет большим, на верхней стороне стоит сделать крышку. Диаметр крышки – 60 см. Ее толщина должна в два раза превышать толщину основного материала. Можно будет залезать/вылезать из бака и варить его изнутри. Крышка должна закрываться герметично. Для этого в конце всех работ на стыки наклеивают своими руками резиновую втулку.
В готовой металлической емкости сверлят дырки для приварки патрубков. Их должно быть много:
- 3 для термометров (их рассредоточивают на одной боковой стороне).
- 2 для термодатчиков. Диаметр этих штуцеров – 0,5 дюйма;
- 4 штуцера для двух змеевиков. 2 из них размещают в самом верху. 2 – недалеко от дна. Диаметр ¾ дюйма. Эти патрубки нужно делать двухсторонними. Они должны торчать с обеих сторон стенки.
- 2 патрубка для подачи и отвода холодной воды в сам бак. Диаметр – ¾ дюйма. Благодаря этому можно будет охлаждать бак в случае его перегрева.
- 2 на верхней стороне. Диаметр – 1 дюйм. Один предназначен для магниевого анода, другой для монтажа группы безопасности.
- 1 патрубок в дне для слива воды и всей грязи. Диаметр – ¾ дюйма. Большинство времени он будет просто заглушенным.
После приварки патрубков внутреннюю поверхность шлифуют, очищают, обрабатывают с помощью раствора ортофосфорной кислоты, наносят своими руками до 6 слоев грунтовки и несколько слоев термостойкой краски.
Его делают из медной трубы, которая имеет диаметр 20 мм. Нужно сделать своими руками два змеевика. Оба должны иметь одинаковую высоту. Для вышеописанного примера она может составлять 1,1 м. Это значит, что можно сделать змеевик с 1,1/0,02 = 55 витками. Если диаметр одного круга составляет 1,6 м, то для змеевика нужно использовать 1,6*3,14*55 = 276,32 м трубы.
Далее нужны такие работы:
- Подключение змеевика к необходимым штуцерам и приварка их.
- Проверка бака и каждого змеевика на герметичность. Проверяют только водой, сделав подключение изделия к водяному насосу.
- Шлифовка, грунтовка и окраска внешней стороны.
- Теплоизоляция. Для этого следует использовать пенопласт. Его толщина должна составлять 10 см, а плотность – 25 кг/м³. Его приклеивают к корпусу. Альтернативой является минеральная вата с плотностью 135-145 кг/м³.
- Монтаж лицевого материала. Многие схемы предусматривают использование оцинкованного листа, ДВП или фанеры.
После можно приступать к подключению термоаккумулятора к котлу.
vizada.ru
Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками: подбор материалов, схема подключения
Многие владельцы частных домов сталкиваются с проблемой эффективности обогрева помещений. Одним из методов их решения является установка буферной емкости (теплового аккумулятора). Благодаря использованию этого устройства появляется возможность равномерно распределять тепловую энергию по всем помещениям дома. Чтобы сэкономить на приобретении заводского изделия, можно изготовить буферную емкость для твердотопливного котла своими руками.
Принцип действия и устройство
Самая простая конструкция теплового аккумулятора представляет собой железный резервуар, оснащенный теплоизоляцией. Также бак имеет четыре патрубка – по 2 для подключения к котлу и контуру отопления. В верхней части агрегата установлен предохранительный клапан, с помощью которого стравливается избыточное давление. В дно теплоаккумулятора вмонтирован дренажный клапан для слива теплоносителя.
Некоторые модели буферных резервуаров оснащены змеевиком либо ТЭНами, задачей которых является подогрев теплоносителя от сторонних источников тепловой энергии. Также часто в верхней части теплоаккумулятора расположен теплообменник для подогрева воды. Принцип действия буферного резервуара довольно прост.
После запуска отопительного котла насос котлового контура подает из нижней части теплового аккумулятора охлажденную воду. После нагрева теплоноситель из котла поступает в верхнюю часть буферной емкости. Так как горячая вода легче холодной, то она всегда находится сверху. Сразу после запуска котел работает через теплоаккумулятор (малый круг) до того момента, пока теплоноситель полностью не прогреется.
Как это Сделано. Производство Теплоаккумулятора на Заводе
После этого включается насос отопительного контура, и вода из верхней части резервуара попадает в систему обогрева дома. Остывший теплоноситель возвращается в нижнюю часть теплового аккумулятора, а оттуда поступает в котел. Главное преимущество такой системы обогрева заключается в том, что после остановки котла система еще некоторое время получает нагретую воду.
Если подбор буферного резервуара был выполнен правильно, то время между топками котла существенно увеличивается. Кроме этого, теплоаккумулятор позволяет минимизировать разницу между температурами отопительного и котлового контура. Однако система обогрева с буферной емкостью имеет и один недостаток: для нагрева радиаторов требуется много времени.
Рекомендации по изготовлению
Перед началом работ необходимо определиться, как долго теплоаккумулятор должен замещать выключенный котел. Также стоит уточнить, сколько свободного места может быть выделено под установку этого агрегата. Затем можно приступать к изготовлению буферной емкости для отопления своими руками. Для этого предстоит пройти несколько этапов:
- Выполняется расчет объема резервуара.
- Подбирается оптимальная конструкция.
- Проводится заготовка материалов.
- Агрегат собирается и проверяется на герметичность.
- Емкость монтируется и подключается к системе обогрева.
Расчет объема
Для решения поставленной задачи можно воспользоваться простым методом либо провести вычисления с помощью формулы теплоемкости воды. Суть первого способа крайне проста: на каждый 1 кВт теплоэнергии, вырабатываемой котлом, необходимо использовать резервуар объемом в 25 литров. Например, если показатель мощности теплогенератора составляет 20 кВт, то емкость теплового аккумулятора будет равна 25х20= 500 л либо 0.5 м3.
Если требуется получить максимально точный результат, то стоит использовать второй способ. С его помощью можно определить, сколько времени буферный резервуар сможет поддерживать комфортную температуру при выключенном теплогенераторе. Для проведения расчетов используется следующая формула:
В качестве примера расчета можно взять дом площадью в 100 м2, потребляющий 15 кВт/ч тепловой энергии. Если котел будет простаивать 11 часов, то резервуар должен аккумулировать 15х11 = 165 кВт теплоэнергии. Начальная температура теплоносителя в отопительной системе составляет 18 градусов, а нагрев проходит до 90 градусов.
Сначала необходимо рассчитать массу воды – 165 / 1,163 х (90-18) = 1,97 т или около 2 м3. Здесь нужно обратить внимание на два важных момента. Во-первых, тепловая нагрузка на систему отопления взята с большим запасом, так как в хорошо утепленном строении тепловые потери будут значительно ниже. Во-вторых, нужно учитывать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева строения в самые холодные дни.
теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками
Выбор конструкции
Чтобы изготовить буферную емкость своими руками, необходимо решить вопрос с давлением жидкости на стенки сосуда. Если изучить заводские изделия, реализуемые в торговых сетях, то все они имеют цилиндрическую форму, а их дно и крышка – полусферические. Дело в том, что именно такие резервуары могут противостоять давлению нагретой воды без дополнительного усиления конструкции.
Однако в домашних условиях отформовать металл и тем более изготовить детали сферической формы невозможно. Из сложившейся ситуации есть три выхода:
- Заказать на любом металлообрабатывающем заводе резервуар, а монтаж теплоаккумулятора выполнить самостоятельно.
- Использовать готовую емкость цилиндрической формы.
- Сварить бак прямоугольной формы и усилить его конструкцию.
Последний способ решения проблемы является не самым лучшим. Прямоугольный резервуар можно использовать в открытых системах обогрева, в которой нет избыточного напора. При установке такого агрегата в закрытую систему риск появления протечек при аварийном скачке давления составляет 90%. Под слоем теплоизоляции небольшие протечки увидеть очень сложно. Таким образом, предпочтение стоит отдать емкости цилиндрической формы.
Процесс создания агрегата
Крайне желательно подобрать емкость нужной формы. Это позволит значительно упростить работы по изготовлению теплогенератора, а также минимизировать стоимость готового изделия. Для решения поставленной задачи можно использовать следующие емкости:
- Баллоны из-под пропана различной емкости.
- Списанные технологические резервуары, например, промышленные ресиверы.
- Старые бойлеры.
- Ресиверы от железнодорожных вагонов.
Если подобрать емкость нужной емкости не удается, можно использовать отрезок трубы подходящего размера. Однако плоские крышки придется усилить с помощью внутренних растяжек. Если было принято решение изготовить прямоугольную буферную емкость, то стоит использовать листовой металл толщиной в 3 мм. Для усиления конструкции можно применить профиль 20х20 мм либо трубы диаметром в 15-20 мм.
Лучшим вариантом материала для создания теплоизоляционного слоя является базальтовая вата толщиной не менее 60 мм и плотностью 60 кг/м3. Пенопласт и полиэстерол применять не рекомендуется, так как под обшивкой из этих материалов могут поселиться мыши.
Отопление своими руками. Котел АВТ 10 кВт + теплоаккумулятор.
Алгоритм изготовления прямоугольного теплоаккумулятора следующий:
- Из листового металла вырезаются заготовки нужных размеров. После этого из них сваривается каркас агрегата без дна и крынки. Чтобы во время работы зафиксировать листы, нужно использовать струбцины.
- В боковых стенках следует сделать отверстия для растяжек.
- К каркасу прихватываются дно с крышкой, после чего в них прорезаются отверстия.
- Заготовленные трубы для увеличения жесткости конструкции устанавливаются в бак и обвариваются снаружи.
- Когда все противоположные стенки резервуара будут укреплены, все швы конструкции надежно провариваются.
- На расстоянии минимум 10 см от крынки и дна врезаются штуцера.
После выполнения всех этих действий остается прикрепить к стенкам кронштейны для теплоизоляционного материала.
Подключение к системе обогрева
Если объем резервуара составил более 500 л, то его следует устанавливать на специальный фундамент. Для этого нужно убрать стяжку и вырыть яму до плотного грунта. После этого она заполняется бутом, трамбуется и заливается жидкой глиной. Сверху изготавливается опалубка для заливки бетона толщиной в 150 мм.
Перед подключением буферной емкости к системе отопления необходимо выполнить ряд мероприятий, чтобы теплоаккумулятор мог нормально работать:
- Контур теплогенератора должен подключаться к резервуару через насос.
- Для подачи теплоносителя в систему обогрева используется отдельный насос и смесительный узел с 3-ходовым клапаном.
- Установленный в контуре теплогенератора насос не должен уступать по производительности подающему в систему воду агрегату.
Первый запуск самодельного теплоаккумулятора
Сама схема подключения емкости буферной довольно проста и представлена на рисунке:
Балансировочный вентиль, установленный на линии подачи обратки, необходим для регулирования потока воды в зависимости от разницы температур теплоносителя на входе и выходе. Изготовление теплогенератора не самый простой процесс. Чаще всего проблемы возникают на стадии проведения сварочных работ. Если пригласить квалифицированного специалиста для их выполнения не получается, лучше заказать емкость на предприятии. Даже в этом случае стоимость готового изделия будет меньше в сравнении с заводскими агрегатами.
✅Обвязка твердотопливного котла STROPUVA с буферной емкостью ✅Теплоаккумулятор своими руками
oventilyacii.ru
Теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками — инструкция
Теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками — инструкция
Содержание:
- Что собой представляет теплоаккумулятор
- Делаем в домашних условиях
- Тепловой аккумулятор из бочки
- Требования по безопасности
- Выгодно и экономно
Твердотопливные котлы – это современное альтернативное решение в области отопительных систем при растущих ценах на традиционные виды топлива (электричество и газ). Эти устройства позволяют достигать коэффициент полезного действия 80% и выше, в зависимости от типа котла. Однако и на этом не остановилась инженерная мысль конструкторов-теплотехников, и очень часто твердотопливные котлы комплектуются специальными устройствами для «хранения» тепловой энергии – теплоаккумуляторами. Аккумуляторы тепла для твердотопливного котла позволяет экономить топливные ресурсы, а также повышает КПД системы в целом.
Что собой представляет теплоаккумулятор
Теплоаккумулятор для твердотопливных отопительных систем – это емкость особой конструкции, заполненная теплоносителем (обычно водой), которая получает тепловую энергию от работающего котла и накапливает ее. После завершения рабочего процесса в котле, тепло в помещениях здания поддерживается от накопленной энергии. Фото теплоаккумулятора показывает схему процесса его работы.
Таким образом, применяя теплоаккумулятор для котла, можно достичь значительного увеличения КПД и 30% экономии топливных ресурсов. Также важным моментом является увеличение срока службы самой отопительной системы, в результате предупреждения перегрева ее от теплоносителя во время работы котла в режиме максимальной теплоотдачи и экономии топлива.
Теплоаккумуляторы для отопления имеют внутри трубчатую спиральную систему контуров сложного строения. Причиной тому стремление максимально использовать тепло и при необходимости быстро его принимать/отдавать. Каждый контур выполняет свою собственную функцию, например, один – для приема тепловой энергии от котла, второй – для обогрева помещений, третий – для нагрева воды в душе/ванной/на кухне.
Преимущества использования теплоаккумуляторов перечислены ниже.
- Накопление тепловой энергии, как следствие – экономия топлива.
- Возможность объединить несколько различных источников тепловой энергии (котел, ТЭН, гелиотермическая система).
- Предотвращение перегрева отопительного оборудования.
- Повышение КПД.
- Возможность нагрева воды.
- Регулирование режимов температуры в помещениях.
Делаем в домашних условиях
Чтобы сделать теплоаккумулятор своими руками, потребуется, прежде всего, емкость максимально возможного объема (чем больше объем, тем выше эффект). Самостоятельно изготовить емкость достаточно проблематично. Для таких целей отлично подойдут баки из нержавеющей стали, применявшиеся в советские времена в столовых общего питания для подогрева воды.
Но поскольку такое раритетное оборудование найти проблематично, подойдут любые емкости (с крышкой) из стали толщиной не менее 4-9 мм. Желательно, чтобы емкость имела сферическую или цилиндрическую форму, но подойдет и кубическая.
Наиболее доступным вариантом является создание теплоаккумулятора из бочки. Рекомендуемый объем для загородного дома – от 1000 литров. При больших объемах, например, если изготавливается теплоаккумулятор на 5 м3, необходимо наваривать ребра жесткости.
Имея подходящую емкость, необходимо ее заранее правильно расположить, так как в дальнейшем вес конструкции серьезно возрастет.
Для выбора теплоносителя в аккумуляторе представлены удельные теплоемкости некоторых материалов:
| Жидкость | Вода | Глицерин | Масло машинное | Нашатырный спирт | Этиленгликоль | Керосин |
| Теплоемкость, Дж/кг*К | 4200 | 2660 | 1800 | 4730 | 2300 | 1950 |
Проанализировав данные таблицы, можно сделать вывод, что целесообразно использовать именно воду. Она хоть и имеет теплоемкость ниже, чем у нашатырного спирта, но при этом более доступна.
Далее понадобятся чертежи для создания теплоаккумулятора. Необходимо в чертеже учесть, какие функции потребуются. Например, если нет необходимости или возможности применять гелиотермические источники тепла, то не стоит занимать полезный объем бака лишним контуром. То же касается нагрева воды: если в здании уже имеется эффективный бойлер, то возможно, не потребуется использовать контур подогрева воды.
Тепловой аккумулятор из бочки
Рассмотрим способ, как теплоаккумулятор для твердотопливного котла изготовить своими руками. Потребуется для создания теплоаккумулятора такая схема.
- Бочка упрочняется снаружи (при необходимости) ребрами жесткости.
- Под болты приваривается фланец в размер крышки. Крышку (ее толщина должна быть немного больше толщины бочки) также можно упрочнить ребрами жесткости.
- Поверхность бочки изнутри подвергается механической обработке – удаляются следы коррозии (если были), шлифуется.
- Внутренняя поверхность обрабатывается раствором ортофосфорной кислоты, 4-6 раз грунтуется, а затем прокрашивается несколькими слоями теплоустойчивой краски.
- Ввариваются змеевики внутрь бочки.
- Если имеется возможность осуществить порошковую покраску, то лучше вместо традиционного окрашивания на предыдущих этапах произвести окраску с уже установленными змеевиками. Порошковая окраска, как и перекраска домов, позволит получить равномерный слой термостойкого полимера, надежно защищающего от коррозии.
- Проверяется герметичность основного бака и змеевиков.
- Наружная поверхность бочки шлифуется, грунтуется и окрашивается серебрянкой (для снижения потерь тепловой энергии через излучение).
- Бочка утепляется плотным слоем минеральной ваты и алюминиевой фольги.
Можно также посмотреть, как сделать теплоаккумулятор на видео. Остается только выполнить подключение.
Требования по безопасности
golbis.com
