Beräkning och anslutning av en värmeakkumulator för en fastbränslepanna

Pannanläggningar för fast bränsle kan inte arbeta länge utan ingripande av en person som regelbundet måste ladda ved i ugnen. Om detta inte görs börjar systemet svalna och temperaturen i huset sjunker. I händelse av strömavbrott när ugnen är helt utbränd finns det risk för att kokvätskan kokas upp i enhetens mantel och att den förstörs därefter. Alla dessa problem kan lösas genom att installera en värmeackumulator för värmepannor. Det kommer också att kunna utföra funktionen för att skydda gjutjärninstallationer från sprickor vid ett kraftigt fall i tillförselvattentemperaturen.

Ansluta en fast bränslepanna till en värmeackumulator

Beräkning av puffers buffertkapacitet

Värmeackumulatorns roll i det allmänna uppvärmningsschemat är som följer: under pannans drift i normalt läge, ackumuleras termisk energi och efter att eldstaden förfallit, ge den till radiatorerna under en viss tidsperiod. Strukturellt är värmeackumulatorn för en fastbränslepanna en isolerad vattentank med uppskattad kapacitet. Den kan installeras både i förbränningsrummet och i ett separat rum i huset. Det är ingen mening att sätta en sådan tank på gatan, eftersom vattnet i den svalnar mycket snabbare än inne i byggnaden.

Ansluta en värmeapparat till en fastbränslepanna

Med tanke på tillgängligheten av ledigt utrymme i huset görs beräkningen av värmeackumulatorn för en fastbränslepanna i praktiken enligt följande: tankens kapacitet tas från förhållandet 25-50 liter vatten per 1 kW kraft som krävs för att värma huset... För en mer exakt beräkning av buffertkapaciteten för pannan antas det att vattnet i tanken värms upp under drift av pannanläggningen till 90 ⁰С, och efter att den stängts av kommer den att avge värme och svalna till 50 ⁰С. För en temperaturskillnad på 40 ° C presenteras värdena för värmen som avges för olika tankvolymer i tabellen.

Tabell över värden för den angivna värmen för olika tankvolymer

Värmeackumulatorvolym, m3	0.35	0.5	0.8	1	1.5	2	3	3.5
Mängden värme som avges vid en temperaturskillnad på 40 ⁰С, kW / h	20	30	45	58	85	115	170	210

Även om det finns plats för en stor kapacitet i en byggnad är det inte alltid meningsfullt. Man bör komma ihåg att en stor mängd vatten kommer att behöva värmas upp, då bör själva pannans kraft vara två gånger mer än vad som behövs för att värma bostaden. En för liten tank kommer inte att utföra sin funktion eftersom den inte kan lagra tillräckligt med värme.

Beräkning av värmeackumulatorns kapacitet

Beräkningsmetoden kan variera beroende på applikationsschemat. Här är ett grovt beräkningsdiagram:

1. Bestämning av maximal bränslebelastning. Till exempel rymmer eldstaden 20 kg ved. 1 kg ved kan släppa ut 3,5 kWh energi. När man bränner ett bokmärke med ved kommer pannan att ge 20 3,5 = 70 kWh värme. Tiden det tar för ett komplett bokmärke att bränna kan bestämmas empiriskt eller beräknas. Om pannans effekt till exempel är 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Värmebärarens temperatur i värmesystemet. Om systemet redan är installerat räcker det att mäta temperaturen vid inlopp och utlopp och bestämma värmeförlusten.
3. Bestämning av önskad nedladdningsfrekvens. Till exempel är lastning möjlig på morgonen och på kvällen, men det är inte möjligt att serva pannan under dagen och på natten.

Beräkning av värmeackumulatorn

Om exempelvis ett rums värmeförlust är 6,7 kW, är det 160 kW per dag. I detta exempel är detta drygt två bränslepåfyllningar.Som det definierades ovan brinner en flik ved i cirka 3 timmar och släpper ut 70 kWh termisk energi.

Behovet av att värma huset är 6,7 3 = 20,1 kWh, lagertankreserven blir 70-20,1 = 49,9, det vill säga cirka 50 kWh. Denna energi räcker under en period av 50: 6,7 - det är ungefär 7 timmar, vilket innebär att två fulla mellanmål och en ofullständig krävs per dag.

Baserat på dessa beräkningar, efter att ha övervägt flera alternativ, kommer vi att stanna vid detta: klockan 23 görs en ofullständig belastning klockan 6.00 och 18.00 - full. Om du ritar ett diagram över laddningsnivån för värmeackumulatorn kan du se att den maximala laddningen faller på 60 kWh vid 9-tiden.

Eftersom 1 kWh = 3600 kJ bör reserven vara 60 3600 = 216000 kJ termisk energi. Temperaturreserven (skillnaden mellan maximal vattenindikator och erforderligt flöde) är 95-57 = 38 ° С. Vattenkapacitet 4,187 kJ. Således är 216000 / (4.18738) = 1350 kg. I detta fall är den erforderliga volymen på värmeackumulatorn 1,35 m3.

Det övervägande exemplet ger en allmän uppfattning om hur lagringstankens kapacitet beräknas. I varje enskilt fall är det nödvändigt att ta hänsyn till värmesystemets särdrag och villkoren för dess drift.

Funktioner för att installera en värmeackumulator

En detaljerad design måste utarbetas innan utrustningen installeras. Det är nödvändigt att ta hänsyn till alla krav från tillverkare av värmeutrustning. Följande regler måste följas vid installation av lagringstanken:

• Behållarens yta måste ha tillförlitlig värmeisolering.
• Termometrar bör installeras vid inlopp och utlopp för att övervaka vattentemperaturen.
• Volymetriska tankar passar oftast inte in i dörren. Om det inte är möjligt att ta in tanken innan konstruktionen är slut, måste du använda en hopfällbar version eller flera mindre tankar.
• Ett grovfilter är önskvärt på inloppsröret.
• En säkerhetsventil och en tryckmätare bör installeras nära tanken. Det bör också finnas en luftventil i själva tanken.
• Det måste vara möjligt att tömma vattnet från tanken.

Råd! Ofta är närvaron av en värmeackumulator en förutsättning för en garanti från tillverkaren av en fastbränslepanna.

Användningen av en värmeackumulator i ett system med en fastbränslepanna ökar värmegeneratorns effektivitet och dess livslängd och möjliggör också en mer ekonomisk bränsleförbrukning. Möjlighet till mindre frekvent laddning av bränsle gör användningen av värmepannan bekvämare för konsumenten. Beräkningen av lagringstankens erforderliga kapacitet måste ta hänsyn till typen av panna, värmesystemets egenskaper och villkoren för dess drift.

Rekommendationer

Valet av en värmeackumulator för en fastbränslepanna påverkas av närvaron av utrymme i rummet. När du köper en stor lagringstank kommer det att vara nödvändigt att tillhandahålla en grundenhet, eftersom utrustning med en betydande massa inte kan placeras på vanliga golv. Om det enligt beräkningen krävs en tank med en volym på 1 m3 och det inte finns tillräckligt med utrymme för installationen, kan du köpa 2 produkter på 0,5 m3 vardera och placera dem på olika platser.

Värmeakkumulator för fastbränslepanna

En annan punkt är närvaron av ett varmvattenberedningssystem i huset. Om pannan inte har sin egen vattenvärmekrets är det möjligt att köpa en värmeakkumulator med en sådan krets. Av ingen liten betydelse är värdet på arbetstrycket i värmesystemet, som traditionellt inte bör överstiga 3 bar i bostadshus. I vissa fall når trycket 4 bar om en kraftfull hemgjord enhet används som värmekälla. Då måste värmeackumulatorn för värmesystemet välja en speciell version - med ett torisfäriskt lock.

Vissa fabriksvarmvattenackumulatorer är utrustade med ett elvärmeelement installerat i tankens övre del. En sådan teknisk lösning tillåter inte kylvätskan att svalna helt efter att pannan har stoppats, den övre zonen i tanken värms upp. Varmvattenförsörjningen kommer att fungera.

Enkel omkopplingskrets med blandning

Lagringsenheten kan inkluderas i systemet på olika sätt. Den enklaste rörledningen till en fastbränslepanna med en värmeakkumulator är lämplig för arbete med gravitationskylvätskeförsörjningssystem och kommer att fungera vid strömavbrott. För detta måste tanken installeras ovanför värmeelementen. Kretsen inkluderar en cirkulationspump, en termostatisk trevägsventil och en backventil. I början av uppvärmningscykeln flyter vatten som drivs av pumpen genom tilloppsledningen från värmekällan genom trevägsventilen till värmare. Detta fortsätter tills framledningstemperaturen når ett visst värde, till exempel 60 ° C.

Värmeakkumulator för värmepannor

Vid denna temperatur börjar ventilen blanda kallt vatten in i systemet från tankens nedre grenrör och observerar den inställda temperaturen på 60 ° C vid utloppet. Uppvärmt vatten börjar strömma in i tanken genom det övre grenröret, direkt anslutet till pannan, och batteriet börjar ladda. Vid fullständig förbränning av ved i eldstaden börjar temperaturen i tilloppsröret sjunka. När den sjunker under 60 ° C kommer termostaten att gradvis avbryta tillförseln från värmekällan och öppna vattenflödet från tanken. Det kommer i sin tur att gradvis fyllas med kallt vatten från pannan och i slutet av cykeln återgår trevägsventilen till sitt ursprungliga läge.

Backventilen, ansluten parallellt med trevägstermostaten, aktiveras när cirkulationspumpen stoppas. Då fungerar pannan med värmeackumulatorn direkt, kylvätskan går till värmeenheterna direkt från tanken, som fylls på med vatten från värmekällan. I detta fall deltar inte termostaten i kretsens drift.

Var ska cirkulationspumpen placeras

I de flesta rörsystem för en värmeackumulator med en cirkulationspump är den placerad i returledningen framför pannan. I returlinjen - för att temperaturen är lägre här, men du kan också lägga den på matningen. Moderna pumpar är utformade för att pumpa kylvätska upp till 110 ° C, så att de mår bra där. Den andra punkten: när pumpen installeras på flödet skapar den inte ytterligare tryck på värmeväxlaren, vilket förlänger dess livslängd.

I vilket fall som helst, när du installerar en cirkulationspump i matning eller retur, finns det ingen möjlighet till naturlig cirkulation. Det vill säga, i händelse av strömavbrott kommer cirkulationen att stoppa, pannan kommer oundvikligen att koka. För att undvika detta installeras en fyrvägsventil, genom vilken det överhettade vattnet släpps ut i avloppet och matas med kallt vatten från kallvattenförsörjningen. På detta sätt organiseras nödkylning av värmeväxlaren och kylvätskans kokning förhindras.

Ett av sätten att undvika överhettning av kylvätskan i värmepannan

Observera att detta schema endast kan implementeras på värmeväxlare av stål eller koppar. Med gjutjärn - det är omöjligt. De kan spricka om de utsätts för kallt vatten.

Det finns ett annat sätt. Det är mer skonsamt i förhållande till värmeväxlaren (även lämpligt för gjutjärn) och kräver mindre material. Du kan göra rörledningar mellan pannan och värmeackumulatorn för uppvärmning för att bibehålla den naturliga cirkulationen. I det här fallet, när strömförsörjningen är avstängd, kokar inte pannan - den fortsätter att värma vattnet i behållaren.

För att bevara kylmedlets naturliga cirkulation placeras pumpen i en separat, speciellt skapad krets. För att kretsen ska fungera är en stor tvärsnittsbackventil installerad i kretsen.

På detta sätt bibehålls den naturliga cirkulationen även i frånvaro av strömförsörjning

När cirkulationspumpen inte fungerar passerar den värmebärarflödet från TA. När cirkulationspumpen är i drift stöder den upp ventilen med sitt tryck och kylmediet rinner genom pumpen. Ett rör som är minst en tum i diameter går till pumpen. Endast i detta fall kan naturlig cirkulation bevaras.

Hydraulisk separationsschema

Ett annat, mer komplext anslutningsschema innebär en oavbruten elförsörjning. Om detta inte är möjligt är det nödvändigt att tillhandahålla anslutning till nätverket via en avbrottsfri strömförsörjning. Ett annat alternativ är att använda diesel- eller bensinkraftverk. I det föregående fallet var anslutningen av värmeakkumulatorn till fastbränslepannan oberoende, det vill säga systemet kunde fungera separat från tanken. I detta schema fungerar ackumulatorn som en buffertank (hydraulisk separator). En speciell blandningsenhet (LADDOMAT) är inbyggd i primärkretsen genom vilken vatten cirkulerar när pannan tänds upp.

Ansluta en värmeapparat till en fastbränslepanna

Blockera element:

• cirkulationspump;
• trevägs termostatventil;
• backventil;
• sump
• Kulventiler;
• temperaturkontrollanordningar.

Skillnader från det tidigare schemat - alla enheter är monterade i ett block och kylvätskan går till tanken och inte till värmesystemet. Funktionsprincipen för omrörningsenheten förblir oförändrad. En sådan rörledning av en fastbränslepanna med en värmeackumulator gör att du kan ansluta så många värmegrenar som du vill vid utloppet från tanken. Till exempel för att driva radiatorer och golv- eller luftvärmesystem. Dessutom har varje gren sin egen cirkulationspump. Alla kretsar är separerade hydrauliskt, överskottsvärme från källan ackumuleras i tanken och används vid behov.

Anslutning av TA till konsumenter

Å andra sidan måste värmebehållaren anslutas till värmesystemet. Om vi ​​bara ansluter radiatorer är allt enkelt - från en av de övre uttagen går ett rör in i tillförselröret och vi ansluter returröret till det nedre. Men i det här fallet kan radiatorerna överhettas. När vattnet i tanken värms upp till temperaturer över 60 ° C kan det vara farligt och temperaturen kan vara 90 ° C eller till och med högre. Vid beröring av sådana heta radiatorer är det stor sannolikhet att du får en allvarlig brännskada. Dessutom blir det tydligt varmt i rummet.

Anslutande radiatorer

För att undvika att mata för varmt värmebärare är en annan trevägs blandningsventil installerad. Kretsen fungerar på samma sätt som beskrivits ovan. Vi ställer in önskad temperatur på regulatorn, till exempel 50 ° C. Så snart kylmediet i tillförseln är varmt öppnar ventilen vattenblandningen från retur.

En av fördelarna med att installera en värmeackumulator är möjligheten att förbereda varmvatten i samma behållare (mittbilden i bilden nedan). För detta är en värmeväxlare eller behållare inbyggd i tanken. Dess utgång är ansluten till en kam för varmvattenförsörjning.

Buffertankrörsystem från sidan av värmesystemet

Eftersom överhettning också är möjlig i det här fallet behövs också en blandningsenhet här. Du behöver bara tillsätta kallt kranvatten. Denna enhet är implementerad med en annan trevägs blandningsventil. Utloppet från kallvattenförsörjningen är ansluten till en trevägs blandningsventil för varmvatten. För att, i avsaknad av tappning av varmvatten, inte faller in i kallvattenkammen, sätter vi en backventil på tillförseln från kallvattenförsörjningen.

Detta rörsystem för värmeackumulator har en betydande nackdel: när varmt vatten inte används svalnar vattnet i rören. För att "bli" varm måste du hälla det nedkylda precis i avloppet. Detta är obekvämt eftersom du måste vänta och är oekonomiskt.För att lösa problemet dras en returledning från den sista punkten för analys, där deras cirkulationspump är installerad. Denna krets kallas recirkulation. Tills kranen är påslagen någonstans, rinner vattnet i en cirkel. Således dras varmt vatten ständigt från alla kranar. Var uppmärksam på installationen av backventiler - de är obligatoriska för kretsens funktion.

Värmeapparatrör för individuell uppvärmning med alla funktionella element och beslag

För den slutliga studien av systemet är det också nödvändigt att ange platsen för beslagen. Dessa är automatiska luftventiler som installeras på de högsta punkterna i systemet. Stoppkranar behövs också. De installeras nära varje stor funktionell enhet så att det vid behov är möjligt att stänga av kranarna och ta bort utrustningen för reparation eller underhåll.

Hur man driver ett varmvattengolv

Ett varmt golv kan anslutas mycket väl till en värmeaggregat. Rörledningen i detta fall skiljer sig inte från fallet med radiatorer. Vi behöver samma blandningsenhet med en trevägs blandningsventil, men den ska ställas in på en lägre temperatur - inte högre än + 40 ° C. I det här fallet kan du ansluta en golvvärme utan en blandningsenhet - temperaturen måste kontrolleras när du lämnar pannan. Men du kan spela det säkert - sätt en andra blandningsenhet på fördelningsröret för golvvärme.

Värmelagringsrör med ett varmt vattengolv (i en grön slinga)

Det finns också ett andra alternativ för att leda en värmeackumulator med ett varmt golv - ge samma temperatur som kylvätskan som går till radiatorerna. Blandaren sänker den. Krånglet och kostnaderna är mindre (endast utslagsplatser behövs för att förgrena sig från huvudlinjen), men tillförlitligheten hos en sådan lösning är lägre. Även om den här utrustningen klarar kylvätskan från en vanlig panna.

Värmeackumulator är en enhet för att samla upp och öka värmen i syfte att vidareutnyttja den. Enheten används i privata hus, lägenheter, företag och för förvärmningsmotorer. Värmeackumulatorn för värmesystemet gör det möjligt att sänka energikostnaderna för uppvärmning och varmvattenförsörjning. Enheterna installeras i rören till en fastbränslepanna eller är anslutna till solsystemet.

Driften av en fastbränslepanna i värmesystemet är en viss cykliskitet. Först sätts bränsle i det, antänds, och sedan når pannan gradvis sin maximala effekt och överför termisk energi genom kylvätskan till värmesystemet.

Vedmärket brinner gradvis ut, värmeöverföringen minskar och kylvätskan svalnar. Under perioden med toppeffekt förblir en del av den termiska energin obefriad, och under efterbränningen av bränslet, tvärtom, kommer det inte att räcka. För att upprepa cykeln bör det fasta bränslet laddas igen.

Fördelar och nackdelar

Ett värmesystem med en värmeackumulator, där ett fastbränsleverk fungerar som värmekälla, har många fördelar:

• Förbättra komfortförhållandena i huset, eftersom efter att bränslet har bränt ut fortsätter värmesystemet att värma huset med varmt vatten från tanken. Det finns inget behov av att stå upp mitt på natten och ladda en del ved i eldstaden.
• Närvaron av en behållare skyddar pannans vattenmantel från kokning och förstörelse. Om elen plötsligt bryts av eller de termostatiska huvuden som installerats på värmeelementen stänger av kylvätskan på grund av att den önskade temperaturen når, så värmer källan upp vattnet i tanken. Under denna tid kan elförsörjningen återupptas eller så startas dieselgeneratorn.
• Tillförsel av kallt vatten från returledningen till den glödheta gjutjärnsvärmeväxlaren efter en plötslig start av cirkulationspumpen är utesluten.
• Värmeakkumulatorer kan användas som hydrauliska avdelare i värmesystemet (hydrauliska pilar). Detta gör driften av alla grenar i kretsen oberoende, vilket ger ytterligare besparingar i termisk energi.

De högre kostnaderna för att installera hela systemet och kraven för placering av utrustning är de enda nackdelarna med att använda lagringstankar. Dessa investeringar och olägenheter kommer dock att följas av minimala driftskostnader på lång sikt.

Lösning av kondensproblemet

En logisk lösning på problemet med för kallt vatten vid returen är att tillsätta varmvatten från tillförseln. Detta görs med en bygel och en justerbar trevägs blandningsventil installerad på grenen. Ventilen måste vara av blandningstyp: när den inställda temperaturen uppnås börjar den smidigt flytta ventilerna i de två anslutna rören. Således erhålls en gradvis och jämn temperaturförändring.

Värmeakkumuleringsrör: ytterligare krets för blandning av varmt vatten i returen

Kallt vatten i returledningen uppträder i flera fall: under pannans acceleration, när vattnet i värmeackumulatorn har svalnat kraftigt (efter tomgång) och pannan är i drift. Låt oss ta en titt på hur detta värmeapparatanslutningsschema fungerar i båda fallen. Kylvätskans rörelse visas i illustrationerna nedan.

Tills pannan har värmts upp är kylvätskan helt kall. I det här fallet stänger trevägsventilen av kylvätskeflödet till TA och rör sig i en liten cirkel (bild nedan, bild uppe till vänster). Uppvärmningen sker snabbt, eftersom det är lite vatten är tiden för kondensbildning minimal. Figuren förutsätter att 3-vägsventilen är inställd på 55 ° C. Tills vattnet i den lilla cirkeln når denna temperatur cirkulerar det i den.

När värmebäraren i den lilla ringen värms upp till 55 ° C, flyttar ventilen klaffarna och värmeackumulatorn för uppvärmning slås på. I det här fallet går tre strömmar samtidigt (den högra siffran i den översta raden):

• liten, som på den första bilden;
• en del av kylvätskan går till TA genom ventilen;
• från TA längs returledningen, genom ventilen, till pumpen och till pannans värmeväxlare (tredje cirkeln).