Буферная ёмкость или аккумулятор тепла. Её назначение и что это такое?

Почему и откуда появляется «лишнее» тепло

Рассмотрим с Вами вариант частного дома с наиболее популярной отапливаемой площадью 200 м2. Летом, когда на улице жарко и температура один в один, как в доме, наши теплопотери равны нулю, и дом, соответственно, не теряет тепло. С наступлением осени, а вместе с ней и заморозков, температура "за бортом" неумолимо падает. А это приводит к понижению градусов и в доме. Приведем пример теплопотерь:

• при +15°С дом теряет 2 кВт в час;
• при +10°С - 4 кВт в час;
• при +5°С - 6 кВт в час;
• при 0°С - 8 кВт в час;
• и так далее...
• при уличной температуре -25°С теплопотери в доме будут составлять около 18кВт/час (это примерные цифры, а точный расчет теплопотерь дома сможет предъявить только специалист при получении от Вас информации о материале, из которого построен дом, его утеплении и так далее).

Для возмещения этих теплопотерь нам необходимо установить котёл с мощностью, равной максимальным потерям тепла домом, а лучше с небольшим запасом. То есть мы установим котёл мощностью 20 кВт.

Также отметим, что управление мощностью дровяного котла происходит в очень узких пределах. Здесь два варианта: либо дрова горят, выдавая при этом около 20 кВт, либо не горят (не забываем, что КПД твердотопливного котла зависит от сухости дров и древесной породы). Во втором случае теплоотдачи не будет. Можно спасти ситуацию, воспользовавшись регулятором тяги (Лаборатория Тепла предлагает регуляторы тяги Regulus RT 4 и RT 3). Во многих твердотопливных котлах установлены контроллеры фирмы TECH ТЕХ, позволяющие автоматически управлять вентилятором и насосами. Здесь уже более точный контроль над температурой, но всё равно излишки тепла будут в  межсезонье.

Рассмотрим вариант отапливания дома осенью и весной. Работает котёл на минимальной мощности. На улице температура около 0°С и, соответственно потери тепла составляют всего 8 кВт. Что не есть хорошо. Количество сжигаемых дров такое же, как и зимой при минус 20 °C, то есть почти в два раза больше, чем нам надо. Появляется вопрос: куда делись оставшиеся 7 кВт? Есть два варианта:

• Радиаторы перегреты в два раза, в доме жарко, открываем окна;
• Кипит котел, происходит расширение системы, срабатывает группа безопасности.

Ситуация не из приятных. Как же сделать температуру комфортной и при этом избежать ненужной потери топлива?...Здесь нам и поможет буферная ёмкость.

Примерная схема монтажа:

Твердотопливный котёл греет воду и при помощи циркуляционного насоса (в нашем варианте используется насос GRUNDFOS) эта вода идет в аккумулирующую ёмкость. Затем, остыв, этот же объём воды вернётся в котёл. Второй насос забирает горячую воду из верхней части буферного бака в радиаторы. Такой же объём воды (остывшей) возвращается в нижнюю часть буферной ёмкости. Первый насос срабатывает тогда, когда горят дрова. Ко второму насосу подведён комнатный термостат, который управляет насосом в зависимости от температуры в комнате.

Разберем, как лишнее тепло аккумулируется в буферном баке. С помощью первого насоса тепловой поток подается а аккумулирующую ёмкость . Возьмём те же 15 кВт тепла. Второй насос отдаёт это тепло радиаторам (восполняет теплопотери). Предположили, что производительности насосов одинаковые. В этом случае тепло, пришедшее из котла в ёмкость, с этой же мощностью уйдет в радиаторы (15 кВт). Но у нас на улице не минус 20, а всего лишь около нуля (то есть сейчас дом теряет около восьми кВт). Это значит, что в радиаторы поступает лишнее тепло.

Что происходит?.. В доме повышается температура. Она растёт до комфортной, установленной на нашем контроллере, пускай до 22-ух. И второй насос выключается. Постепенно после прекращения подачи в радиаторы тепла, они начинают остывать. Помним, что у нас есть термостат, на котором указаны максимальная и минимальная температуры. Значит при достижении в радиаторах минимальной температуры, контроллер включит второй насос и радиаторы снова начнут греться. Что получается: первый насос работает постоянно, а второй с перерывами.

Из-за того, что производительность насосов одинакова, в буферный бак будет поступать больший объём горячей воды, чем уходить. Значит постепенно температура в ёмкости будет повышаться. Это и есть аккумулирование тепла. Теперь посмотрим, как мы отдаём набранное тепло. Котёл прогорел и Насос 1 выключился. В буферную ёмкость тепло больше не поступает. Но Насос 2 продолжает работать в прежнем режиме, забирает из буферной ёмкости горячую воду и возвращает холодную. Температура в буферной ёмкости падает.

Так в чём же польза буферной ёмкости?

«Так в чём же польза?» - спросите Вы. «Температура в буферной емкости упадёт, и значит нужно снова топить котёл». Да, но как быстро она упадёт? В случае системы без буферной ёмкости температура начинает падать сразу же и это падение начинает ощущаться через 0,5 – 3 часа (в зависимости от температуры на улице, утепления дома и т.п.). Давайте с вами посчитаем, насколько медленнее остывает система с буферной ёмкостью.

Этот расчет простой. Мы говорили, что мощность котла – 20 кВт. Такую мощность при температуре отопительной воды 80°С отдают примерно 120 рёбер алюминиевых радиаторов. Объём воды в них составит 60 литров. Плюс вода в трубопроводах, котле, расширительном баке. Общий объём воды в системе отопления составит примерно литров 100. А с буферной ёмкостью (например, 500 литров) – 600 л. То есть в шесть раз больше. Соответственно и остынет этот объём воды в шесть раз медленнее. Вот и получится, что похолодание после остановки котла вы почувствуете не через 0,5-3 часа, а через 3 – 18 часов. Вот польза. То самое время, которое Вы можете не топить котёл. Что хорошо, во время горения котла Вам не жарко при перегретых радиаторах, а получаете комфортные 20°С.

Экономический эффект можете просчитать сами.

Дополнительные затраты в данном случае – это стоимость ёмкости, насоса, комнатного датчика, дополнительного расширительного бака, трубопровода обвязки и стоимость монтажа. Сумма примерно 1000-2000 евро (в зависимости от мощности системы отопления).

Экономия - в зависимости от того, чем будете топить: дровами, брикетом, углём. Весь отопительный сезон вы будете тратить в 2 раза меньше топлива. Единственное, за минусом дней, когда температура ниже -15°С. В это время буферная ёмкость не работает, т.е. сколько тепла отдаёт котёл, столько же уходит как теплопотери. Но таких дней в году не много, 20-30. Кстати, эти цифры подтверждаются практикой, т.е. теми людьми, которые такие системы эксплуатируют не менее одного сезона.

К дополнительным плюсам такой системы можно отнести:

• Автоматизация контроля за безопасностью;
• Возможность поэтажного регулирования температуры (или на несколько строений, например дом и баня);
• Возможность подключения газового (или любого другого) котла с минимальными затратами. Так же легко подключатся тепловой насос или солнечные коллектора.

К минусам можно отнести размеры буферной ёмкости. Даже самая маленькая ёмкость на 500 литров имеет диаметр 600 мм (без утеплителя, с утеплителем – 800мм) и высоту 1800 мм. Ёмкость на тонну воды – 800 мм диаметр без утеплителя (пройдёт ли в двери?) и 2000 мм высоты. То есть для монтажа такой топочной 4-5 квадратных метров площади не хватит. Возможность установки появляется начиная с 5 м2, и это только возможность. Не факт, что получится. Для вынесения решения о возможности монтажа нужен выезд монтажников на объект. Комфортно такая топочная разместится на 12-15 м2.

Если Вы настроены серьёзно и готовы потратить пару часов времени на приезд к нам в офис, за эти пару часов мы сможем рассмотреть абсолютно разные варианты именно Вашей котельной в цифрах. Примерно рассчитав потребность Вашего дома в тепле и объеме горячего водоснабжения, можно будет достаточно точно просчитать стоимость котельной в разных вариантах исполнения:

• с различными твердотопливными котлами (Buderus, Atmos, Viadrus, OPOP, SAS, TIS, Elektromet, GTM), в том числе газогенераторными и пеллетными;
• с аккумуляционной емкостью;
• на нескольких видах топлива (газ-твердое топливо, твердое топливо-электричество);
• с солнечными коллекторами и т.п.

Купить буферную ёмкость Drazice, Elektromet, Galmet, S-Tank, Теплобак и комплектующие к ней и получить профессиональную консультацию Вы сможете в компании Лаборатория Тепла по адресу г. Минск, ул. Слободская, д. 2, каб. 15.