Спящий кот

З намi у вашай хаце зауседы будзе цёпла!

главная теплопотери системы отопления радиаторы котлы дымоходы прочее статьи и рассказы реклама бендер форум

 Подписаться на обновления

Теплоаккумуляторы

Расчет необходимой емкости TA
Теплоаккумуляторы

Название данного элемента системы отопления говорит само за себя. Теплоаккумулятор (ТА) или буферная емкость служит для того, чтобы аккумулировать (запасать) тепло. Вещь эта хоть и дорогостоящая, но крайне полезна пользователям ТТ котлов. Оттого, что в этих котлах максимальная экономичность наблюдается при режимах номинальных мощностей появляется проблема утилизации избыточной мощности для последующего ее использования. Эту проблему и решает буферная емкость (теплоаккумулятор). Преимущества ее использования на лицо: Это постоянная работа котла с максимальной экономичностью Это увеличение времени между дозагрузками котла Это возможность использования котла летом исключительно на нужды горячего водоснабжения. Это возможность использования в системе отопления любого котла, даже с мощностью в разы превышающей теплопотери вашего дома. В теплоаккумуляторе нет подвижных механических частей, в нем не происходят какие-либо химические процессы и работа его почти все время статична, что говорит о высокой надежности и долговечности данного элемента. Единственный критерий по которому производится выбор ТА это его емкость или объем.

Если у вас возникли вопросы по работе сайта звоните по телефону

+375-29-677-53-35

По этому номеру вы можете получить бесплатные консультации.

Расчет необходимой емкости теплоаккумулятора.

Часто можно встретить простые и неверные рекоммендации по выбору емкости теплоаккумулятора: на 1 квт мощности котла принимать 100 литров емкости. Данная рекоммендация не учитывает ни температурный режим системы отопления, ни условия ее работы, ни длительность горения котла и желаемую периодичность его дозагрузок топливом. Следуя таким рекоммендациям у владельца появляется риск превратить ТА в бесполезный балласт. Для того, чтоб теплоаккумулятор на 100% выполнял свою функцию необходимо определиться с некоторыми условиями. О них подробнее.

1. Определяем максимальную загрузку топлива в котел.

Для этого необходимо либо топливо взвесить, либо просто умножить объем топки на коэффициент 0,2.
Например
100 литров *0,2=20 кг дров.
Зная, что в одном кило дров содержится в среднем 3,5 квт*часа энергии мы должны массу дров умножить на 3,5. Так мы сможем оценить какое колличество энергии котел передаст ТА за время сгорания одной закладки. Например
20*3,5=70 квт*час
Зная номинальную мощность котла мы сможем оценить минимальное время сгорания одной закладки
Например:
Мощность котла 25 квт
Время сгорания одной закладки равно
70/25=2,8 часа
Минимальное время сгорания одной закладки можно оценить и опытным путем просто один раз протопив котел.

2. Определяем температурный режим системы отопления.

Этот аспект необходимо рассматривать еще на стадии проектирования системы. В первую очередь нам важна температура теплоносителя на входе в радиаторы при максимальной мощности системы. Если у вас уже смонтировано отопление и вы просто хотите установить теплоаккумулятор , то достаточно только измерить температуру воды на входе в радиаторы при максимальной мощности. Если же ваша система отопления еще находится на стадии проектирования, то нужно посмотреть характеристики устанавливаемых радиаторов. Например: Одно ребро широкоизвестного радиатора FEROLLI при разнице температур в 50 градусов отдает 88,2 ватта тепловой энергии, а при разнице температур в 70 градусов отдает 136,6 ватт. радиаторы ferroli О чем говорят эти цифры? Если у вас в доме температура +20 градусов, то при средней температуре на поверхности ребра в 20+50=70 градусов оно отдаст 88,2 ватта тепла. При средней температуре ребра в 20+70=90 градусов уже 136,6.
Что такое средняя температура радиатора я уже описывал здесь. Но считаю нелишним будет повториться. Обычно при проектировании и расчете систем отопления с принудительной циркуляцией принимают разницу температур между подачей и обраткой равной дТ=10 градусов. То есть

Тпр-Тобр=10.
дТср=70 град.
дТср=(Тпр+Тобр)/2
дТср=(Тпр+Тпр-10)/2 откуда
Тпр=Тср+5 Тпр=70+5=75 градусов
Тобр=Тср-5 Тобр=70-5=65 градусов

Аналогично считаем для второго случая и получаем Тпр=90+5=95 градусов Тобр=90-5=85 градусов Первый пример относится к низкотемпературной системе отопления, второй к высокотемпературной системе. Теплоотдача радиатора- величина почти пропорциональная температуре. Если к примеру теплопотери комнаты составляют 1 квт, а проектировщики установили радиатор в 10 ребер то при разнице в 50 градусов теплоотдача от радиатора будет 882 ватта, что меньше требуемого, а при разнице в 70 градусов 1366 ватт, что больше требуемого. Путем интерполяции легко посчитать при каких температурах радиатор будет отдавать тот самый 1 квт.

дТср=50+(70-50)*(1000-882)/1366-882)=54,9 градуса.

Округлим до 55 град.

Тогда Тпр=80 градусов Тобр=60 градусов.

3.Теперь строим график зависимости температуры подачи от мощности системы.

В силу того, что мощность прямопропорционально связана с температурой наружнего воздуха то график примет следующий вид.

Температурный график

Как видим сложного ничего нет. Красная линия- график для высокотемпературной системы отопления, зеленая в свою очередь для низкотемпературной.

4. теперь определяемся с желаемым уровнем комфорта, а точнее с желаемой частотой подходов к котлу.

Живой пример: Василий Иванович работает с 8.00 до 17.00. Просыпается наш герой в 6.00 и ,совершив утренний моцион, уезжает на работу. С нее он возвращается в 18.00. Так же известно, что отходит ко сну Василий Иванович в 23.00. Спит он ночью крепко и абсолютно не горит желанием прерывать свой сон ради дозагрузки котла. Жена его категорически отказалась иметь что-либо с твердотопливным котлом, котельной и вообще с отоплением, а по сему все заботы легли на плечи Василия Ивановича. В приватной беседе с нашим героем выяснилось, что он безболезненно сможет загружать котел и разжигать его заново утром в районе 6.00 и вечером , но не более двух раз с 18.00 до 23.00. На вопрос сколько дней в году он согласен испытывать дискомфорт из-за того, что нагрянут крепкие морозы и придется участить посещения котельной василий Иванович ответил: "Не более 2-3 недель". Теперь смотрим время стояния температур по г.Минску за отопительный период.

от -30 до -25 градусов 0,35 суток
от -25 до -20 градусов 1,83 суток
от -20 до -15 градусов 6,8 суток
от -15 до -10 градусов 15,5 суток
от -10 до -5 градусов 30 суток
от -5 до 0 градусов 79,4 суток
от 0 до +8 градусов 72 суток

Отсюда видим, что 2-3 недели держится температура от-10 и ниже, следовательно до -10 наш герой спит спокойно. Теперь следует и вам , как Василию Ивановичу разобраться в этом вопросе и расставить желаемые приоритеты. После чего можно приступить к рассчетам. Знал бы Василий Иванович, что есть котлы Glaz12 и Glaz16 способные до суток работать на одной закладке, так не мудрил бы с теплоаккумулятором. Да и дешевле бы вышло.

5. Объединяем информацию.

Имеем : ТТ котел с топкой на 100 литров с разовой загрузкой в 20 кг или 70 квт*часов. время горения одной закладки почти 3 часа и мощность котла 25 квт. Теплопотери дома 10 квт для -25 градусов за бортом. Температурный режим отопления 75 прямая и 65 обратка. Возможная периодичность дозагрузки котла: 1 раз в 6 утра и 2 раза с 18.00 до 23.00 в период стояния температур до -10 градусов.

6. Производим расчеты.

Расчитываем теплоаккумулятор для температуры -10 градусов, (см выше). При этой температуре наружнего воздуха температура прямой составит

Тпр=20+(75-20)*(20-(-10))/(20-(-25))=57 градусов

А теплопотери дома составят

10*(20-(-10))/(20-(-25))=6,7 квт

За сутки дом потратит:

24*6,7=160,8 квт*час тепловой энергии.

А это, исходя из наших условий две с небольшим закладки, что опять удовлетворяет нашим требованиям. Как нам известно закладка горит 3 часа и выделяет 70 квт*час энергии. За эти 3 часа дом отберет

6,7*3=20,1 квт*час, следовательно теплоаккумулятор запасет :

70-20,1=49,9=50 квт*час энергии.
Рисуем еще один график. Заряд ТА


Началом отсчета берем точку в 18.00. Откладываем точку.
Время 21.00 Заряд ТА 50 квт*час.
Этой запасенной энергии нам хватит на 50/6,7=7 часов. Это означает, что если мы не будем добавлять в котел топливо то к 4.00 утра наш ТА разрядится и дом начнет остывать. Можно смириться с этим вариантом, так как до 6 утра осталось совсем немного, но просыпаться хочется в тепле и поэтому рассмотрим дальнейшие варианты событий.
Можно загрузить еще одну закладку дров и к полуночи зарядить ТА до 100 квт*часов которых хватит на 14 часов.
Можно загрузить полную закладку в котел в 23.00 перед сном и тогда к 2.00 ТА зарядится до 87 квт*часов, которых хватит опять же до 14.00.
Ну и третий вариант- это заложить перед сном в 23.00 неполную закладку с расчетом, чтоб к 6.00 утра в ТА оставался небольшой запас. С 6.00 до 9.00 теплоаккумулятор зарядится еще на 50 квт*часов и этой энергии хватит до 18.00.

Как видим наименьшую емкость ТА требует последний вариант.

Анализируюем график и видим, что наибольший заряд ТА наблюдается в 9.00 и составляет 60 квт*час.
В силу того, что воду в ТА мы можем нагреть максимум до 95 градусов, а температуру прямой необходимо подавать 57 градусов , то запас по температуре составляет
95-57=38 градусов.
Зная, что 1 квт*час это 3600 кдж, получаем, что запасти нужно

3600*60=216000 кдж или 216 Мдж тепла.

Теплоемкость воды составляет 4,187 кдж/(кг*град). То есть для нагрева 1 кг воды на 1 градус требуется 4,187 кидж тепла. После несложных вычислений получим, что емкость нашего ТА составит

216000/(4,187*38)=1350 кг или 1,35 куба.

Мы рассмотрели частный случай с использованием котла только в режиме максимальной мощности. Если же котел оснащен автоматикой, то емкость ТА можно уменьшить в разы.

Если вы заметили ошибку или хотите задать вопрос пишите на

glazbaikal@mail.ru

Наша группа В Контакте

в контакте

Подписаться на обновления
в контакте

Все права защищены