Аккумулирующие емкости для систем отопления в частных домах

Для хозяев загородных домов обеспечение теплом и горячей водой становится основной заботой. Чтобы запустить автономную сеть в экономном режиме, нужна аккумулирующая емкость для отопления. Запас горячей воды в баке снизит расходы на топливо и обслуживание сети в целом. Рассмотрим, что такое теплоаккумулятор, каким он бывает, где применяют и как сделать его своими руками.

Что такое теплоаккумулятор

Аккумуляторный бак для отопления представляет собой буферный резервуар для накопления избытков тепла при нагревании воды. После отключения котла ресурс применяют для прогрева дома. Система позволяет снизить расход топлива до 50%, сокращая количество загрузок.

На заметку! Конструкцию можно оснастить датчиками и регуляторами. При автоматизации раздачи воды из емкости количество загрузок топлива станет меньше, а теплоотдача сети увеличится.

Принцип работы буферного бака

Работа емкости выстроена на самом простом принципе накопления избыточной тепловой энергии:

1. В верхнюю точку бака врезают трубу от котла. Контур нужен для подачи горячего теплоносителя.
2. При остывании жидкость перемещается вниз – в зону расположения циркуляционного насоса. Потоки воды за счет насосного оборудования поступают в магистраль для прогрева.
3. При остановке котла остывший теплоноситель поступит в буферный бак, в систему уйдет горячая вода.

Благодаря такой системе в доме наблюдается постоянный оптимальный температурный режим – батареи получают горячий теплоноситель из теплоаккумулятора.

Особенности конструкции накопителя тепла

Бак аккумулятор – простая вертикальная емкость из стали повышенной прочности. Для защиты внутреннего пространства стенки покрыты бакелитовым лаком. Внешнее покрытие порошковой краской снижает риски порчи буфера от нагрева, защищает от механических и химических воздействий.

Сверху конструкция закрыта теплоизоляционным слоем из вспененного пенополиуретана толщиной в 10 см. Материал со сложным плетением и ПВХ покрытием обеспечивает защиту от мусора, потери тепла; дополнительно герметизирует бак. Теплоизоляционный слой покрыт чехлом из кожзама или плотной ткани. Многослойное покрытие дольше сохраняет нагрев, увеличивает теплоэффективность системы.

Область использования теплоаккумуляторов

Интегрировать устройство можно в любую сеть, где необходимо снизить затраты на энергоноситель. К тому же аккумулятор позволяет рационально применять накопленную тепловую энергию для прогрева всех помещений, использовать горячую воду для бытовых нужд.

Чаще всего ставят в магистраль с солнечными коллекторами, нагревательными котлами электрического и твердотопливного типа.

Бак в гелиосистеме

Неравномерность поступления солнечной энергии снижает эффективность оборудования. Система отопления с теплоаккумулятором поможет избежать проблем с поставкой горячей воды в приборы отопления и ГВС. Принцип работы выстроен на применении теплоемкости воды – при остывании 1 литра жидкости на 1 градус выделяется потенциал для прогрева 1 м3 воздуха на 4 градуса.

В период высокой солнечной активности коллектор накапливает много тепла, часть которого поступит в буферную емкость. Как только пик солнечной активности снижен либо прекращен, бак отдает горячую воду, прогретую солнцем, в сеть отопления.

Схема с твердотопливным котлом

Нагреватели на твердом топливе работают в цикличном режиме. Дрова в топке сначала разгораются, потом начинают отдавать тепло. Максимальный пик выделения энергии – горение закладки, потом уровень отдачи понемногу падает. Как только дрова или уголь прогорели, тепло не вырабатывается. Но в период пикового выделения избыток энергии пропадает – для его сбора устанавливают буферный бак.

Точно настроить агрегат с привязкой к периодам нагрева/остывания невозможно. Функция доступна в котлах газовых, электрических. Ограничение существенно только для домов, где нет горячей воды, – надо ждать полноценного нагрева жидкости для применения в быту. В остальном теплоаккумулятор работает безупречно – накапливает избыточное тепло в пиковый период прогрева и отдает при остывании теплоносителя.

Плюсы – сниженный расход топлива, постоянный запас горячей воды, экономия на обслуживании.

Бак в системе с электрическим котлом

В данном случае накопитель для отопления частного дома – это насущная необходимость. Стоимость киловатта постоянно растет, что повышает затраты на обслуживание сети. Сэкономить поможет буферная емкость, причем экономия будет больше, если включать котел в работу ночью. Актуально предложение для домов с двухтарифными счетчиками – ночной тариф дешевле.

Принцип работы простой – ночью бак запасает избыточное количество тепла в виде горячей воды. Днем – при выключенном котле система работает на теплоносителе из емкости. Батареи горячие, в доме тепло, расход электричества нулевой.

Совет! Встраивая теплоаккумуляторы в систему отопления частного дома с электрокотлом, стоит подумать о большой емкости. Литраж выбирают с учетом объема теплоносителя в сети и потребления горячей воды для бытовых нужд.

Разновидности моделей для сбора и накопления тепловой энергии

Вне зависимости от конструктивного исполнения приборы работают по одному принципу.

Производители предлагают баки нескольких разновидностей:

• без внутренних теплообменников – пустотелые;
• с одним или двумя змеевиками;
• с бойлерным встроенным баком малого диаметра.

Самые простые пустотелые устройства стоят недорого, но и эффективность у них ниже. Бак со змеевиком позволяет подогревать воду, а бойлерный накопитель подойдет для домов с разводкой ГВС от котла.

Схема подключения теплоаккумулятора подразумевает присоединение к разводке системы отопления и котлу резьбовыми патрубками нужного диаметра. С одной стороны установлен патрубок подачи воды из котла, с другой – транспортировки в магистраль.

Принцип работы пустотелых баков

Пустотелые баки выпускают в любых объемах с возможностью подключения к центральной коммуникации (котлу). К источникам потребления котел присоединяют патрубками.

На заметку! При необходимости хозяин может поставить в буферную емкость нагревательный элемент.

Достоинство пустотелого бака одно – нет перегрева теплоносителя. Эксплуатация системы полностью безопасна.

Теплоаккумулятор со змеевиками

Теплообменные узлы позволяют получать горячую воду в течение всего дня. Если в баке два змеевика, то верхний забирает тепловую энергию, нижний прогревает емкость. При условии расположения одного нагревателя, функции отбора тепловой энергии и прогрева бака выполняет один змеевик.

Плюсы – постоянное наличие горячей воды. Минус – увеличение расхода на обслуживание. Сеть энергозависимая и без электричества не работает.

Буферный бак с бойлером

Новый вид оборудования, который обеспечивает подогретым теплоносителем систему отопления и разводку ГВС. Устройство теплоаккумулятора для систем отопления отличается от перечисленных моделей. Внутри бака расположен бойлер из нержавеющей легированной стали с магниевым анодом. Анод понижает уровень жесткости воды, устраняет риск образования накипи.

Важно! Бак с бойлером работает в любых сетях, с котлами различного вида. Обеспечивает контроль температуры действующего теплоносителя, снижает угрозу перегрева сети от котла. Буферная емкость иногда используют как заменитель гидравлической стрелки.

Технология сооружения собственными руками

Сделать накопительный бак для отопления сможет домашний мастер без опыта. Подойдет готовая бочка или сваренная из листа стали толщиной в 2 мм. Емкость изготавливают в форме вертикального цилиндра.

Поэтапное изготовление бака

Кроме сварной емкости или готовой бочки мастеру нужны медные трубки диаметром до 30 мм и длиной от 8 до 15 м. Параметры длины зависят от размера бака, трубку надо согнуть в спираль и поместить внутри емкости.

Теперь так:

1. Аккумулятором послужит верхняя часть тары. Поэтому из верхнего отдела выводят отводной патрубок для горячей воды, в нижнюю часть врезают патрубок для подачи холодной воды. Каждый патрубок оснастить перекрывающим вентилем.
2. Проверить буферную тару на герметичность. Наполнить объем водой или смазать швы (в том числе стыки с патрубками) керосином.

При обнаружении протечки дефекты устраняют. Снова проверить герметичность.

Утепление бака

Чтобы утеплить накопитель для отопления частного дома, бочку сначала зачистить, затем прогрунтовать и окрасить порошковым составом. Порошковая краска обладает антикоррозийными качествами, но ее можно заменить любым подобным составом. Если под рукой ничего нет, подойдет автоэмаль из баллона.

Как только слой краски просох, резервуар обернуть листом минваты или стекловаты. Толщина листа до 8 мм. Фиксация панелей на скотч или шнур. Обмотку сделать вокруг бака несколько раз. Утеплитель защитить листовым металлом или плотной полиэтиленовой пленкой с фольгированным слоем.

Совет! Фольгу расположить внутрь, чтобы она отражала тепло обратно, а не наружу.

В слое утеплителя и защитного кожуха прорезать отверстия для патрубков. Буферный бак готов. При желании его дополняют термометрами, датчиками внутреннего давления, взрывным, спускным клапанами. Приборы помогут снизить риск перегрева емкости, обеспечат сброс накопившегося воздуха и давления. Осталось подключить гидроаккумулятор для системы отопления в сеть, запустить в эксплуатацию.

Скорость расхода тепла из бака

Стандартных расчетов по расходу тепла из буфера нет.

В расчет принимают нюансы:

• фактический объем бака;
• уровень теплопотерь в отапливаемом помещении;
• температуру воздуха за окном;
• режим нагрева теплоносителя в доме;
• площадь объекта.

При условии пассивного состояния системы в частном доме тепло сохраняется от 5 часов до суток. Если установлен теплоаккумулятор со змеевиками, подогрев теплоносителя организуют за счет включения ТЭНов. Котел в это время в работу не запускают.

Правила эксплуатации оборудования

Никаких сложностей в изготовлении теплоаккумулятора для дома нет. При соблюдении техники использования агрегат проработает очень долго.

Основные требования к эксплуатации:

1. Убрать от стенок резервуара все воспламеняющиеся и горючие материалы. Это может вызвать загорание утеплителя и пожар в доме.
2. Обеспечить свободный подход к емкости для сброса давления, обслуживания, ремонта.
3. При встраивании бака в закрытую схему надо обеспечить полную герметичность емкости. В закрытых схемах вода циркулирует под давлением, наличие протечек снизит эффективность работы магистрали. Для усиления бак покрывают ребрами жесткости, крышку дополняют прочными резиновыми прокладками.

Совет! Выгоднее брать паронитовые прокладки – они переносят воздействие пара, горячей воды и инертны к маслам, химикатам.

ТЭНовые конструкции заземлить, контакты изолировать – в противном случае есть риск поражения электротоком. Установка теплоаккумулятора имеет множество выгод с экономической и эксплуатационной сторон. Это снижение затрат на энергоноситель и увеличение срока эксплуатации оборудования. Пока работает теплоаккумулятор, котел не функционирует, а значит, нет износа узлов и деталей.