Как сделать теплоаккумуляторы для отопления своими руками: описание конструкции и методики изготовления

Теплоаккумуляторы становятся популярными благодаря способности эффективно накапливать и распределять тепло, что снижает затраты на энергоресурсы. В статье рассмотрим, как сделать теплоаккумуляторы для отопления своими руками: конструкцию, методику изготовления и расчеты мощности. Узнаете о преимуществах, особенностях установки и схемах подключения, что поможет создать эффективную и экономичную систему отопления в вашем доме.

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор — это крупная емкость, заполненная водой, которая нагревается от системы отопления как напрямую, так и косвенно. В результате этого температура воды достигает своего максимума. Когда котел перестает функционировать, происходит обратный процесс — тепло от нагретой воды передается теплоносителю.

Для эффективного подключения теплоаккумулятора к системе отопления важно, чтобы оно осуществлялось на максимально близком расстоянии от выходного патрубка котла. Кроме того, к конструкции предъявляются следующие требования:

• Правильный расчет объема. Он должен зависеть от площади отапливаемого помещения;
• Теплоизоляция стенок. Это необходимо для снижения тепловых потерь и обеспечения максимальной теплоемкости;
• Возможность подключения для горячего водоснабжения (ГВС).

Такая система отопления с теплоаккумулятором может снизить расход топлива до 30%.

Уровень комфорта значительно возрастает, так как поддерживается оптимальная температура в течение длительного времени даже при отключенном котле.

Тем не менее, перед тем как планировать изготовление и установку теплоаккумулятора, стоит учесть некоторые негативные моменты:

• Снижение КПД. Поскольку часть энергии от теплоносителя будет использоваться для нагрева воды, температура в радиаторах окажется ниже, чем без теплоаккумулятора;
• Эффективный самодельный теплоаккумулятор целесообразно устанавливать только в системах с высоким температурным режимом — от 80/60. В противном случае потери тепла из-за нагрева воды значительно снизят уровень нагрева воздуха в помещениях;
• Большой объем емкости. Для накопления достаточного количества энергии следует выбирать теплоаккумуляторы с большой вместимостью. Только в этом случае их работа будет действительно эффективной.

Перед самостоятельным изготовлением важно сначала определить оптимальную конструкцию.

Эксперты в области отопительных систем утверждают, что создание теплоаккумуляторов своими руками — это доступный и эффективный способ оптимизации тепловых ресурсов. Основная идея заключается в накоплении тепла, получаемого от котла или солнечных коллекторов, для последующего использования в отоплении. Для этого рекомендуется использовать материалы с высокой теплоемкостью, такие как бетон или металл.

Процесс изготовления включает в себя создание герметичного контейнера, который будет заполняться теплоносителем. Важно правильно рассчитать объем и расположение теплообменников, чтобы обеспечить максимальную эффективность. Специалисты также советуют обратить внимание на изоляцию, чтобы минимизировать теплопотери.

Кроме того, стоит учитывать, что правильное подключение к системе отопления и соблюдение всех норм безопасности являются ключевыми факторами успешного функционирования теплоаккумулятора. Таким образом, с учетом всех рекомендаций, можно значительно повысить комфорт в доме и снизить затраты на отопление.

Принцип работы теплоаккумулятора

Обзор моделей

В качестве основы для самодельного теплоаккумулятора отопления можно рассмотреть стандартную заводскую модель. Она представляет собой емкость с несколькими патрубками для подключения. Внутри находится трубопровод в виде спирали, по которому протекает теплоноситель. Материал изготовления трубы — медь или оцинкованная сталь.

Для повышения эффективности работы в конструкции предусмотрен дополнительный нагревающий элемент – электрический ТЭН.

Он служит в качестве альтернативного источника тепловой энергии для поддержания температуры воды в емкости на нужном уровне. Особо следует обратить внимание на конструкцию, а в частности — на обеспечение максимальной теплоизоляции. Она состоит из двух стенок, между которыми располагается слой утеплителя. Чаще всего это базальтовая вата. В результате подобный теплоаккумулятор для котлов отопления имеет следующие положительные качества.

• Равномерный нагрев воды по общему объему;
• Возможность функционирования систем отопления с помощью ТЭНа даже при не работающем котле;
• Минимальные тепловые потери от стенок корпуса.

Однако стоимость такой конструкции высока, а ее самостоятельное изготовление проблематично из-за сложности. Поэтому чаще всего применяется другая схема отопления с теплоаккумулятором.

В данном случае конструкция представляет собой емкость, в которой устанавливается спиральная труба отопления. Она имеет четыре патрубка для прямой и обратной трубы — входящие и выходящие. Ее изготовление намного проще, чем для вышеописанной модели. Для этого достаточно сварить емкость и сделать в ней соответствующие патрубки.

Если у системы отопления с теплоаккумулятором своими руками по схеме и расчету не предусмотрено подключение дополнительных источников забора энергии – по этому вопросу нужно проконсультироваться у специалистов.

Одним из преимуществ этой конструкции является небольшая трудоемкость работ. Но она менее эффективна, что сказывается на времени остывания воды. Ее можно модернизировать — установить электрический ТЭН. Подобная система отопления с небольшим теплоаккумулятором будет работать даже без котла. Но в этом случае значительно повысятся затраты электроэнергии. Пользоваться системой ГВС не рекомендуется, так как снижение КПД установки будет велико.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о теплоаккумуляторах для отопления, которые могут быть полезны при их изготовлении своими руками:

1. Материалы для теплоаккумуляторов: Одним из самых популярных материалов для создания теплоаккумуляторов является бетон. Он обладает высокой теплоемкостью и способен аккумулировать тепло на длительное время. Также можно использовать металлические контейнеры, заполненные водой или специальными теплоаккумулирующими жидкостями, что позволяет значительно увеличить эффективность системы.

2. Принцип работы: Теплоаккумуляторы работают по принципу накопления тепла, получаемого от котла или солнечных коллекторов. Когда температура в системе отопления превышает заданное значение, избыточное тепло накапливается в теплоаккумуляторе. Затем, когда температура в системе падает, тепло отдается обратно в отопительную систему, что позволяет поддерживать комфортную температуру в помещении и снижает потребление топлива.

3. Эффективность и экономия: Использование теплоаккумуляторов может значительно повысить эффективность системы отопления. Они позволяют использовать недорогие источники энергии, такие как ночной тариф на электроэнергию или солнечную энергию, для нагрева воды, которая затем хранится и используется в течение дня. Это не только экономит деньги, но и снижает нагрузку на энергосистему.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором (буферной ёмкостью): базовая схема

Расчет мощности теплоаккумулятора

Основным техническим параметром теплоаккумулятора является его эффективный объем. Именно от него зависит количество тепловой энергии, которое может быть накоплено в воде.

Правильный расчет теплоаккумулятора для системы отопления начинается с анализа характеристик помещения.

Сначала необходимо определить площадь помещения, на основании которой рассчитывается минимальная мощность, требуемая для обогрева всех комнат в течение одного часа. Это можно сделать с помощью следующей формулы:

Q=S/10

где Q – тепловые потери здания или количество энергии, необходимое для их компенсации, а S – площадь дома.

Для помещения площадью 90 м² требуется вырабатывать 9 кВт энергии в час. Затем нужно рассчитать объем энергии, который будет храниться в теплоаккумуляторе для 1 м³ воды. Этот показатель зависит от температуры воды. Чтобы упростить вычисления, в таблице представлены данные для различных температурных режимов теплоносителя.

Предположим, что используется стандартный температурный режим отопления 80/30. В этом случае, при расчете теплоаккумулятора, который должен эффективно работать в течение 12 часов, общий полезный объем составит:

V=12*9/(58)=1,86 м³

Для создания такого объема потребуется изготовить конструкцию цилиндрической формы с радиусом 1 м и высотой 2,3 м.

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Можно ли сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками? Для этого потребуется изготовить конструкцию с рассчитанным объемом. Лучше всего применять толстостенную оцинкованную сталь. Так как габариты будущего типа аккумулятора достаточно велики — работу по сварке следует доверить профессионалам. Любой дефект шва может привести к печальным последствиям — разгерметизации всей конструкции.

Для улучшения прочностных характеристик рекомендуется изготавливать двухслойную емкость. Материал внутренней прослойки не должен коррозировать под воздействием воды и высоких температур. Наружная оболочка должна выполнять функции механической защиты. Также нужно правильно выбрать диаметр патрубков, чтобы подключение теплоаккумулятора к системе отопления выполнялось без дополнительных переходников.

Работы можно разделить на следующие этапы:

• Изготовление внутреннего трубопровода. Лучше всего делать П-образным, при этом высота должна быть на 5-7 см меньше, чем у емкости;
• Сварка внутреннего цилиндра. В нем должны быть предусмотрены отверстия для патрубков;
• Изготовление наружного цилиндра.

После того как изготовление теплоаккумулятора для системы отопления своими руками было завершено — необходимо проверить его прочность. Для этого конструкцию заполняют водой и визуально наблюдают за отсутствием протечек или разгерметизацией.

Чтобы улучшить теплоизоляционные качества, наружная стенка утепляется базальтовой ватой. В таком случае эффективность работы системы отопления с теплоаккумулятором значительно повысится, так как тепловые потери будут минимальны. Толщина защитной прослойки должна быть минимум 50 мм.

Особенности установки и схема подключения аккумулирующей емкости

Для успешного подключения теплоаккумулятора к системе отопления важно правильно выбрать его расположение. Оптимальным вариантом будет установка устройства в непосредственной близости от котла. Это обеспечит высокую температуру теплоносителя, что, в свою очередь, положительно скажется на скорости нагрева воды в резервуаре.

Необходимо также предусмотреть создание постамента, так как вес заполненного теплоаккумулятора может достигать около 2,1 тонны. В частном доме для этого потребуется подготовить отдельный фундамент. Если в системе отопления с теплоаккумулятором планируется использование горячего водоснабжения, необходимо провести водопровод в помещении. Он подключается к баку через запорную арматуру. К сожалению, на данный момент не существует универсальных схем для изготовления теплоаккумуляторов для отопления, и чаще всего приходится полагаться на личный опыт.

Практические советы

Опираясь на многочисленный опыт изготовления самодельных аккумуляторов для отопления, можно выделить несколько рекомендаций:

• Вместо заводского змеевика можно использовать стальной гофрированный шланг. Тогда общая площадь теплообмена возрастет;
• Чтобы не изготавливать стальную конструкцию можно применять пластиковые емкости соответствующего объема. Для сохранения своей формы они должны быть заключенным в решетчатый каркас;
• Небольшие теплоаккумуляторы для отопления можно использовать для подпитки системы водяной теплый пол.

Но для большой площади помещения все равно рекомендуется приобретать заводские модели, так как их прочность и функциональность были рассчитаны специалистами.

При выборе уже готовых теплоаккумуляторов для любого котла отопления обратите внимание на количество входных и выходных патрубков. От этого зависит возможность подключения устройства к системе горячего водоснабжения, теплый пол или использование альтернативного источника нагрева воды — солнечного коллектора.

В видео наглядна представлена работа теплоаккумулятора в паре с котлом отопления:

https://youtube.com/watch?v=rgMQG7RLCew

Обслуживание и уход за теплоаккумулятором

Обслуживание и уход за теплоаккумулятором являются важными аспектами, которые обеспечивают его эффективную работу и долговечность. Правильный уход поможет избежать поломок и снизить затраты на ремонт. Рассмотрим основные рекомендации по обслуживанию теплоаккумуляторов.

Регулярная проверка состояния теплоаккумулятора. Первым шагом в обслуживании является регулярная визуальная проверка устройства. Необходимо осмотреть корпус на наличие трещин, коррозии или других повреждений. Также стоит обратить внимание на соединения и уплотнения, чтобы избежать утечек теплоносителя.

Очистка теплоаккумулятора. В процессе эксплуатации на внутренних стенках теплоаккумулятора может накапливаться накипь и другие отложения. Рекомендуется проводить очистку устройства хотя бы раз в год. Для этого можно использовать специальные химические средства, предназначенные для удаления накипи, или же механические способы, такие как щетки и скребки. Важно следовать инструкциям производителя при использовании химикатов.

Проверка уровня теплоносителя. Уровень теплоносителя в системе должен поддерживаться на оптимальном уровне. Недостаток теплоносителя может привести к перегреву и повреждению теплоаккумулятора. Рекомендуется периодически проверять уровень и при необходимости доливать теплоноситель, соблюдая рекомендации по его типу и составу.

Контроль температуры. Важно следить за температурными показателями теплоаккумулятора. Если температура превышает допустимые значения, это может свидетельствовать о проблемах в системе отопления. В таком случае необходимо проверить работу насосов, термостатов и других элементов системы.

Профилактика коррозии. Коррозия является одной из основных причин выхода из строя теплоаккумуляторов. Для предотвращения коррозии рекомендуется использовать теплоносители с антикоррозийными добавками, а также следить за состоянием изоляции и защитных покрытий. В случае обнаружения коррозии необходимо немедленно принять меры для ее устранения.

Проверка и замена запорной арматуры. Запорная арматура, такая как краны и клапаны, должна быть в исправном состоянии. Регулярно проверяйте их на предмет утечек и заеданий. При необходимости заменяйте поврежденные элементы, чтобы избежать аварийных ситуаций.

Профессиональное обслуживание. Рекомендуется раз в несколько лет приглашать специалистов для проведения профессионального обслуживания теплоаккумулятора. Это позволит выявить скрытые проблемы и провести необходимые работы по ремонту и настройке системы.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете обеспечить надежную и эффективную работу вашего теплоаккумулятора, что в свою очередь положительно скажется на системе отопления в целом.

Вопрос-ответ

Из чего можно сделать теплоаккумулятор?

Материал для теплоаккумулятора. Их рекомендуется производить из стали толщиной не меньше 3 мм. Сталь может быть углеродистая или нержавеющая. Если же вы планируете использовать его только для систем отопления, нержавеющая или эмалированная сталь не обязательна. Нельзя в качестве материала использовать пластик.

Какой теплоаккумулятор нужен для отопления дома?

Упрощенный расчет составляет 25-30 литров бака аккумулятора на каждый кВт мощности котла. Так, например, для дома от 100 до 150 м², отапливаемого твердотопливным котлом на 20 кВт, потребуется буферная емкость 500 – 600 л. Исходя из предлагаемой линейки теплоаккумуляторов Прометей, рекомендуется выбирать ТА-500 или ТА-750.

В чем разница между буферной емкостью и теплоаккумулятором?

Буферная емкость предназначена для стабилизации работы системы и повышения её инерционности. В то время как теплоаккумулятор служит для длительного хранения тепловой энергии и её использования в периоды высокого спроса.

Как работает теплоаккумулятор для отопления?

Тогда циркуляционный насос системы отопления забирает горячую воду из верхней части аккумулятора и направляет ее в радиаторы или теплые полы. Теплоаккумулятор работает по принципу стратификации — горячая вода скапливается вверху, холодная — внизу. Это позволяет максимально эффективно использовать накопленную энергию.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом изготовления теплоаккумулятора, тщательно изучите различные конструкции и материалы. Выбор правильного дизайна и компонентов может значительно повлиять на эффективность вашего устройства. Рассмотрите варианты из стальных или медных труб, а также использование теплоизоляционных материалов для повышения теплоемкости.

СОВЕТ №2

Обязательно проведите расчеты необходимой мощности теплоаккумулятора в зависимости от площади отапливаемого помещения. Это поможет вам определить оптимальные размеры и объем устройства, чтобы оно могло эффективно накапливать и отдавать тепло в нужных количествах.

СОВЕТ №3

При сборке теплоаккумулятора уделите особое внимание герметичности соединений. Неправильные или неплотные соединения могут привести к утечкам, что снизит эффективность работы устройства и может вызвать повреждения. Используйте качественные уплотнители и проверяйте все соединения перед запуском системы.

СОВЕТ №4

Не забывайте о безопасности при работе с горячими поверхностями и давлением. Используйте защитные средства, такие как перчатки и очки, и следуйте всем рекомендациям по эксплуатации, чтобы избежать травм и повреждений оборудования.