Berekening van het volume van de warmteaccumulator voor het verwarmen van een privéwoning

Kenmerken van het installeren van warmteaccumulatoren

Alle installatiewerkzaamheden worden uitgevoerd volgens een eerder goedgekeurd project in overeenstemming met de aanbevelingen van de fabrikant van de verwarmingsapparatuur.

In dit geval moet rekening worden gehouden met de kenmerken van de installatiewerkzaamheden:

1. Het oppervlak van de opslagtank moet absoluut worden geïsoleerd tegen warmteverlies.
2. Thermometers moeten worden geïnstalleerd op pijpleidingen waardoor water circuleert (uitlaat en inlaat).
3. Accumulatortanks met een inhoud van meer dan 500 liter gaan in de meeste gevallen niet door de deuropening. In dergelijke gevallen moet u een opvouwbaar ontwerp gebruiken of meerdere batterijen met een kleiner volume plaatsen.
4. Op het laagste punt van de tank zal de installatie van een afvoerkanaal niet interfereren. Handig als je het water helemaal moet wegpompen.
5. Het is raadzaam om filters te installeren op de pijpleidingen waardoor het water de tank binnenkomt. Ze zullen voorkomen dat grote insluitsels naar binnen komen (kalk door lassen, mineralen die in het systeem zijn gekomen, enz.).
6. Als er geen luchtafvoerklep is voorzien in het bovenste deel van de container, moet deze op het bovenste punt van de uitlaatpijp worden geïnstalleerd.
7. Op de leiding naast de accu moeten een manometer en een veiligheidsklep worden geïnstalleerd.

Als u de eigenaar bent van een verwarmingsketel op vaste brandstof en nog geen warmteopslagapparaat heeft gekocht, denk daar dan eens over na. U verlengt niet alleen de levensduur van uw verwarmingsapparatuur, maar bespaart ook aanzienlijk op brandstof.

Functionaliteit van warmteaccumulatoren

Het werkingsprincipe van de apparatuur is dat tijdens de werking van de ketel een deel van de warmte wordt gebruikt om het koelmiddel uit de extra tank te verwarmen. De aangesloten tank heeft een goede thermische isolatie en houdt de ontvangen warmte perfect vast. Nadat de ketel is uitgeschakeld, koelt het water in het verwarmingssysteem af en schakelen de bedieningsapparaten de pomp in die warm water uit de opslagtank levert.

Deze cycli gaan door zolang de watertemperatuur in de extra tank hoog genoeg blijft. De totale bedrijfstijd van het systeem zonder de ketel in te schakelen, is afhankelijk van het volume van de extra tank. In de praktijk kunt u hiermee kamers verwarmen van enkele uren tot 2 dagen.

De warmteaccumulator vervult de volgende functies:

1. Het verzamelt warmte die afkomstig is van de systeemboiler en geeft deze na verloop van tijd af om de kamers in de kamer te verwarmen.
2. Voorkomt oververhitting van de ketel door overtollige warmte van de wisselaar af te voeren.
3. Hiermee kunt u eenvoudig verschillende verwarmingsapparaten (elektrisch, gas, vaste brandstof) combineren tot een gemeenschappelijk systeem.
4. Helpt de prestaties van verwarmingsapparatuur te verbeteren, het brandstofverbruik te verminderen en de efficiëntie te verbeteren.
5. In systemen met ketels voor vaste brandstoffen kunt u hiermee een constante bewaking van de staat van verwarmingsapparatuur uitsluiten. Door de koelvloeistof in een extra tank te verwarmen, kunnen huiseigenaren de noodzaak vergeten om constant brandstof in de ketel te laden.
6. Het is een bron van warm water voor huishoudelijke behoeften.

Verwarmingssysteem diagram

Met dit voorbeeld kan worden bekeken hoe rendabel een verwarmingssysteem met warmteaccumulator is.

Stel dat er een ketel van 10 kW in het verwarmingssysteem is geïnstalleerd. Elke 3 uur is het nodig om brandhout te laden. Dit past op geen enkele manier in de plannen van de huiseigenaren. Om de intervallen tussen belastingen te verlengen, is het noodzakelijk om een ​​ketel met een hoger vermogen te gebruiken. Maar in dit geval is het koken van de koelvloeistof mogelijk, omdat het systeem geen tijd heeft om alle gegenereerde warmte weg te nemen.

Het aansluiten van een warmteaccumulator met een inhoud van ongeveer 200 liter lost het probleem eenvoudig op.Met de apparatuur kan 110 kW aan energie worden verzameld, op voorwaarde dat de ketel volledig en regelmatig wordt belast. Vervolgens zal de opgehoopte warmte gedurende ongeveer 10 uur een comfortabele kamertemperatuur behouden. Boilerlading met brandstof is al die tijd niet nodig.

Wat is de buffercapaciteit van een warmteaccumulator en wat is het doel ervan?

Het doel van de warmteaccumulator (TA) zal gemakkelijker te beschrijven zijn aan de hand van enkele voorbeeldtaken.

De eerste taak. Het verwarmingssysteem is gebouwd op basis van een vastebrandstofketel. Het is niet mogelijk om constant de temperatuur van het koelmiddel aan de toevoer te bewaken en op tijd brandhout op te gooien, waardoor de aanvoertemperatuur ofwel hoger is dan degene die we nodig hebben, ofwel daalt tot onder de norm. Hoe de vereiste koelvloeistoftemperatuur behouden?

De tweede taak. De woning wordt verwarmd middels een elektrische boiler. Elektriciteitsvoorziening is twee tarieven. Hoe kunnen de energiekosten worden verlaagd door het energieverbruik overdag en 's nachts te verhogen?

De derde taak. Er is een verwarmingssysteem waarbij warmte wordt opgewekt door warmtegeneratoren die bijvoorbeeld op verschillende soorten brandstof en energie werken. gas, elektriciteit, zonne-energie (zonnecollectoren), aarde-energie (warmtepomp). Hoe kunnen ze hun efficiënte werking garanderen zonder verlies van opgewekte warmte, wanneer dat niet nodig is, terwijl ze het huis van warmte voorzien tijdens de periode van piekenergieverbruik?

Zonder al te ver in te gaan op de theorie van warmtetechniek, doet zich voor alle problemen een oplossing voor in de vorm van het installeren van een buffertank in het systeem, die zou dienen als een reservoir voor het koelmiddel en waarin de temperatuur op een bepaalde temperatuur zou worden gehouden. niveau. Het is precies zo'n buffercapaciteit dat een warmteaccumulator is. Om deze problemen op te lossen, wordt de warmteaccumulator meestal "in de pauze" van het systeem opgenomen met de vorming van de ketel en verwarmingscircuits. Een conventioneel diagram van de opname van een warmteaccumulator in het verwarmingssysteem wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Afb. Schematisch diagram van het inschakelen van een buffervat (warmteaccumulator)

De verschillende manieren om het buffervat aan te sluiten op het verwarmingssysteem vindt u in het artikel "Schema's voor het aansluiten van een warmteaccumulator".

Momenteel worden warmteaccumulatoren het vaakst gebruikt in verwarmingssystemen met verwarmingsketels op vaste brandstoffen. In deze systemen maakt het gebruik van een warmteaccumulator het mogelijk om minder vaak brandstof te laden, om een ​​comfortabele toevoer van warmte te bieden ongeacht schommelingen in de temperatuur van het koelmiddel aan de uitlaat van de ketel. Vaak worden buffertanks geïnstalleerd met elektrische boilers om geld te besparen door een verlaagd nachttarief en in gecombineerde systemen met gelijktijdig gebruik van vaste brandstof en elektrische boilers. Een warmteaccumulator (TA) is handig in systemen en bij gasketels, vooral wanneer de minimale warmteafgifte van de ketel groter is dan de warmtebelasting van de installatie. Door de langere periodes van "laden" van de TA (verwarming van de koelvloeistof), is het mogelijk om de "klok" van de ketel te vermijden.

Naast het gebruik als buffertank vervult de TA de functie van open verdeler. Deze eigenschap van de warmteaccumulator is vooral in trek in systemen met warmtegeneratoren die op verschillende soorten energie werken (inclusief alternatieve). In de regel werken deze warmtebronnen op speciale warmtedragers die niet met andere typen kunnen worden gemengd, vereisen een uniek temperatuur- en hydraulisch regime, vaak niet compatibel met de verwarmingskringmodi (radiator, vloerverwarming). Het temperatuurbereik van een warmtepomp is bijvoorbeeld meestal

5 ° C, en in de warmtedistributiekring kan het temperatuurbereik veel groter zijn (10-20 ° C). Om de circuits te scheiden kan de warmteaccumulator worden uitgerust met extra ingebouwde warmtewisselaars.

Bedradings- en aansluitschema's

Als extra warmtebron kan bijvoorbeeld in plaats van een elektrische boiler een buisvormige elektrische verwarmer (TEN) worden gebruikt. In de meeste moderne modellen is het al voorzien voor de installatie door middel van een flens of koppeling. Door een verwarmingselement in de bijbehorende aftakleiding te plaatsen, kunt u de elektrische ketel gedeeltelijk vervangen of weer een vastebrandstofketel aanmaken.

Het is belangrijk om te begrijpen dat dit vereenvoudigde, geen volledige bedradingsschema's zijn. Om de controle, boekhouding en veiligheid van het systeem te garanderen, is er een veiligheidsgroep geïnstalleerd op de ketelvoeding. Daarnaast is het belangrijk om te zorgen voor de werking van de CO in het geval van een stroomstoring, aangezien er is niet genoeg energie om de circulatiepomp te voeden vanuit het thermokoppel van niet-vluchtige ketels. Het gebrek aan circulatie van het koelmiddel en de ophoping van warmte in de warmtewisselaar van de ketel zal hoogstwaarschijnlijk leiden tot een breuk van het circuit en een noodlediging van het systeem, het is mogelijk dat de ketel doorbrandt.

Daarom moet u er omwille van de veiligheid voor zorgen dat de werking van het systeem in ieder geval tot de bladwijzer volledig is opgebrand. Hiervoor wordt een generator gebruikt, waarvan het vermogen wordt gekozen afhankelijk van de kenmerken van de ketel en de verbrandingsduur van 1 brandstofinzetstuk.

Hoe het volume van een warmteaccumulator te berekenen

Desgewenst is het gemakkelijk om op internet methoden te vinden om het volume van een warmteaccumulator te berekenen, maar geen daarvan paste bij mij.

Sommige "experts" raden aan om het maximale vermogen van de bestaande ketel in kilowatt met een factor te vermenigvuldigen, en deze factor verschilt op verschillende locaties twee keer of meer - van 25 tot 50. Naar mijn mening is dit complete onzin. Simpelweg omdat het verkregen resultaat niets te maken heeft met uw specifieke woning, of uw wensen voor hoe vaak u de ketel wilt verwarmen.

Een normale techniek houdt rekening met alle factoren: het klimaat in uw omgeving, de thermische isolatie van het huis en uw ideeën over comfort. Op een minnelijke manier zal deze berekening ook vele malen moeten worden uitgevoerd voor verschillende temperatuuromstandigheden en het maximale volume van de warmteaccumulator moeten selecteren. En trouwens, het vermogen van de ketel op de juiste manier wordt verkregen als resultaat van berekeningen, en niet volgens het principe "wat het was, het werd zo geleverd". Maar dit alles is vrij gecompliceerd en is meer geschikt voor ketelruimen en niet voor particuliere huishoudens.

Ik deed het veel gemakkelijker. Ik heb de berekening van de warmteaccumulator voor een vastebrandstofketel als volgt gemaakt.

1. Het is noodzakelijk om een ​​inschatting te maken van de hoeveelheid warmte die het huis per dag nodig heeft. Dit is het moeilijkste en meest verantwoordelijke deel van de baan. Ook hier kun je je verdiepen in de berekeningen (in studieboeken voor bouwuniversiteiten vind je alle benodigde technieken).Maar indien mogelijk is het gemakkelijker en betrouwbaarder om een ​​directe meting uit te voeren - simpelweg door het huis bij koud weer te verwarmen en de hoeveelheid verbruikte brandstof te meten. Mijn huis is relatief klein - iets minder dan 100 m2. m, en behoorlijk warm. Daarom bleek dat bij een buitentemperatuur van ongeveer 0 graden, om een ​​comfortabele temperatuur te behouden, 50 kW * h nodig is met een stevige marge, voor - 10 graden - 100 kW * h, voor - 20 graden - 150 kW * h.
2. Het kiezen van een cv-ketel is heel eenvoudig. De meest voorkomende ketels hebben een vermogen van ongeveer 25 kW en geven dit vermogen vanaf één maximale belasting ongeveer 3 uur mee. Eén aanmaakhoutje geeft dus ongeveer 75 kWh warmte af. Voor een temperatuur nul is daarom zelfs een volledige lading te veel voor mij. En voor -20 graden is het voldoende om 2 keer per dag te verwarmen. Ik was best tevreden met deze optie.
3. Nu het werkelijke volume van de warmteaccumulator. De warmtecapaciteit van water is 4,2 kJ per liter per graad. de maximale temperatuur in de warmteaccumulator is 95 graden, de comfortabele temperatuur van het water in het verwarmingssysteem is 55 graden. Dat wil zeggen, 40 graden verschil. Met andere woorden: 1 liter water in een warmteaccumulator kan 168 kJ warmte opslaan, oftewel 46 Wh. En 1000 liter, respectievelijk - 46 kWh. Hieruit volgt dat om de warmte van één volledige lading van de ketel te behouden, ik een warmteaccumulator nodig heb voor 1500 liter. Dit alles met een marge. In feite kost het iets minder, maar na bestudering van de prijzen voor buffertanks, besloot ik dit te negeren.

Deze berekening houdt in dat ik de ketel bij strenge vorst twee keer per dag moet verwarmen en bij zeer strenge vorst drie keer. Bovendien moet dit gelijkmatig over de dag gebeuren: 's morgens en' s avonds of 's ochtends, aan het begin van de avond en voor het slapengaan. En als er geen grote vorst is, verwarm ik de ketel maar één keer - op elk moment van de dag.

Als u een nog grotere warmteaccumulator installeert, kunt u uw leven natuurlijk nog comfortabeler maken. Maar hier moeten we al onder ogen zien dat een groot vat veel ruimte nodig heeft.

Laten we eens kijken naar een rekenvoorbeeld voor twee taken.

Download het Excel-bestand voor een snelle berekening van de warmteaccumulator voor uw parameters: raschet_teploakkumulatora.xlsx

Er zijn twee taken voor het berekenen van een warmteaccumulator:

Een reeks videozelfstudies over een privéwoning
Deel 1. Waar een put boren? Deel 2. Opstelling van een put voor water Deel 3. Aanleg van een pijpleiding van een put naar een huis Deel 4. Automatische watervoorziening
Water voorraad
Eigen watervoorziening. Werkingsprincipe. Aansluitschema Zelfaanzuigende oppervlaktepompen. Werkingsprincipe. Aansluitschema Berekening van een zelfaanzuigende pomp Berekening van diameters vanuit een centrale watervoorziening Pompstation van watervoorziening Hoe kies je een pomp voor een put? Instellen van de drukschakelaar Elektrisch circuit van de drukschakelaar Werkingsprincipe van de accumulator Afvoerhelling voor 1 meter SNIP Aansluiten van een verwarmde handdoekhouder
Verwarmingsschema's
Hydraulische berekening van een tweepijpsverwarmingssysteem Hydraulische berekening van een tweepijpsverwarmingssysteem Tichelman-lus Hydraulische berekening van een eenpijpsverwarmingssysteem Hydraulische berekening van een radiale verdeling van een verwarmingssysteem Schema met een warmtepomp en een vastebrandstofketel - logica van het werk Driewegklep van valtec + thermische kop met een sensor op afstand Waarom verwarmt de verwarmingsradiator in een flatgebouw niet goed? home Hoe een ketel op een ketel aansluiten? Aansluitmogelijkheden en schema's Warmwaterrecirculatie. Werkingsprincipe en berekening U berekent de hydraulische pijl en collectoren niet correct Handmatige hydraulische berekening van verwarming Berekening van een warmwatervloer en mengunits Driewegklep met servo-aandrijving voor SWW Berekeningen van SWW, BKN. We vinden het volume, de kracht van de slang, de opwarmtijd, etc.
Watervoorziening en verwarmingsbouwer
Bernoulli's vergelijking Berekening van de watervoorziening voor appartementsgebouwen
Automatisering
Hoe servo's en driewegkleppen werken Driewegklep om de stroom van het verwarmingsmedium om te leiden
Verwarming
Berekening van de warmteafgifte van verwarmingsradiatoren Radiatorgedeelte Overgroei en afzettingen in leidingen verslechteren de werking van de watertoevoer en het verwarmingssysteem Nieuwe pompen werken anders ... een expansievat in het verwarmingssysteem aansluiten? Boilerweerstand Tichelman lus buisdiameter Hoe een buisdiameter kiezen voor verwarming Warmteoverdracht van een buis Zwaartekrachtverwarming uit een polypropyleen buis Waarom houden ze niet van eenpijpsverwarming? Hoe van haar te houden?
Warmteregulatoren
Kamerthermostaat - hoe het werkt
Mengeenheid
Wat is een mengeenheid? Soorten mengunits voor verwarming
Systeemkenmerken en parameters
Lokale hydraulische weerstand. Wat is CCM? Doorvoer Kvs. Wat het is? Kokend water onder druk - wat gebeurt er? Wat is hysterese in temperaturen en drukken? Wat is infiltratie? Wat zijn DN, DN en PN? Loodgieters en ingenieurs moeten deze parameters kennen! Hydraulische betekenissen, concepten en berekening van circuits van verwarmingssystemen. Stroomcoëfficiënt in een eenpijpsverwarmingssysteem
Video
Verwarming Automatische temperatuurregeling Eenvoudig bijvullen van het verwarmingssysteem Verwarmingstechniek. Walling. Vloerverwarming Combimix pomp en mengeenheid Waarom kiezen voor vloerverwarming? Waterwarmte-geïsoleerde vloer VALTEC. Videoseminar Pijp voor vloerverwarming - wat te kiezen? Warmwatervloer - theorie, voor- en nadelen Warmwatervloer leggen - theorie en regels Warme vloeren in een houten huis. Droge warme vloer. Warm Water Floor Pie - Theorie en rekennieuws voor loodgieters en loodgieters Doe je nog steeds de hack? Eerste resultaten van de ontwikkeling van een nieuw programma met realistische driedimensionale grafieken. Thermisch rekenprogramma. Het tweede resultaat van de ontwikkeling van het Teplo-Raschet 3D-programma voor thermische berekening van een huis door omsloten constructies Resultaten van de ontwikkeling van een nieuw programma voor hydraulische berekening Primaire secundaire ringen van het verwarmingssysteem Een pomp voor radiatoren en vloerverwarming Berekening van warmteverlies thuis - oriëntatie van de muur?
Regelgeving
Wettelijke vereisten voor het ontwerp van ketelruimen Afgekorte aanduidingen
Termen en definities
Kelder, kelder, verdieping Ketelruimten
Documentaire watervoorziening
Bronnen van watervoorziening Fysische eigenschappen van natuurlijk water Chemische samenstelling van natuurlijk water Bacteriële waterverontreiniging Eisen aan waterkwaliteit
Verzameling van vragen
Is het mogelijk om een ​​gasstookruimte in de kelder van een woongebouw te plaatsen? Is het mogelijk om een ​​stookruimte aan een woongebouw te bevestigen? Is het mogelijk om een ​​gasketelruimte op het dak van een woongebouw te plaatsen? Hoe zijn ketelruimen ingedeeld volgens hun locatie?
Persoonlijke ervaringen met hydraulica en warmtetechniek
Introductie en kennismaking. Deel 1 Hydraulische weerstand van de thermostatische klep. Hydraulische weerstand van de filterkolf
Videocursus Rekenprogramma's
Technotronic8 - Hydraulische en thermische berekeningssoftware Auto-Snab 3D - Hydraulische berekening in 3D-ruimte
Handige materialen Handige literatuur
Hydrostatica en hydrodynamica
Hydraulische berekentaken
Opvoerhoogte verlies in een recht buisgedeelte Hoe beïnvloedt drukverlies het debiet?
varia
Doe-het-zelf watervoorziening van een privéwoning Autonome watervoorziening Autonoom watervoorzieningsschema Automatisch watervoorzieningsschema Privéwatervoorzieningsschema
Privacybeleid

Voor-en nadelen

Een verwarmingssysteem met warmteaccumulator, waarbij een vaste brandstofcentrale als warmtebron dient, heeft veel voordelen:

• Verbetering van de comfortomstandigheden in het huis, want nadat de brandstof is opgebrand, blijft het verwarmingssysteem het huis verwarmen met warm water uit de tank. Het is niet nodig om midden in de nacht op te staan ​​en een stuk brandhout in de vuurkist te laden.
• De aanwezigheid van een container beschermt de ketelwatermantel tegen koken en vernietiging. Als de elektriciteit plotseling wordt uitgeschakeld of de thermostaatkoppen die op de radiatoren zijn geïnstalleerd, het koelmiddel afsnijden omdat ze de gewenste temperatuur bereiken, zal de warmtebron het water in de tank verwarmen. Gedurende deze tijd kan de stroomtoevoer worden hervat of wordt de dieselgenerator gestart.
• De toevoer van koud water uit de retourleiding naar de gloeiend hete gietijzeren warmtewisselaar na een plotselinge start van de circulatiepomp is uitgesloten.
• Warmteaccumulatoren kunnen worden gebruikt als hydraulische verdelers in het verwarmingssysteem (hydraulische pijlen). Dit maakt de werking van alle takken van het circuit onafhankelijk, wat extra besparingen op thermische energie oplevert.

De hogere kosten voor het installeren van het hele systeem en de vereisten voor de plaatsing van apparatuur zijn de enige nadelen van het gebruik van opslagtanks. Na deze investeringen en ongemakken zullen op lange termijn echter minimale exploitatiekosten volgen.

Wij adviseren:

Hoe verwarming in een privéwoning te maken - een gedetailleerde gids Hoe een expansievat voor een verwarmingssysteem te kiezen Hoe een membraanexpansievat te kiezen en aan te sluiten

Hydraulisch scheidingsschema

Een ander, complexer aansluitschema, impliceert een ononderbroken levering van elektriciteit. Als dit niet mogelijk is, is het noodzakelijk om te zorgen voor aansluiting op het netwerk via een ononderbroken stroomvoorziening. Een andere optie is om diesel- of benzinekrachtcentrales te gebruiken. In het vorige geval was de verbinding van de warmteaccumulator met de ketel voor vaste brandstof onafhankelijk, dat wil zeggen dat het systeem afzonderlijk van de tank kon werken. In dit schema fungeert de accumulator als een buffertank (hydraulische afscheider). In het primaire circuit is een speciale mengeenheid (LADDOMAT) ingebouwd waardoor het water circuleert wanneer de ketel wordt aangestoken.

Een warmteaccumulator aansluiten op een verwarmingsketel voor vaste brandstof

Blokelementen:

• circulatiepomp;
• drieweg thermostatische klep;
• terugslagklep;
• opvangbak;
• Kogelkranen;
• apparaten voor temperatuurregeling.

Verschillen met het vorige schema - alle apparaten zijn in één blok geassembleerd en de koelvloeistof gaat naar de tank en niet naar het verwarmingssysteem. Het werkingsprincipe van de roereenheid blijft ongewijzigd. Zo'n leiding van een vastebrandstofketel met een warmteaccumulator stelt u in staat om zoveel verwarmingstakken aan de uitlaat van de tank aan te sluiten als u wilt. Bijvoorbeeld om radiatoren en vloer- of luchtverwarmingssystemen van stroom te voorzien. Bovendien heeft elke vestiging zijn eigen circulatiepomp. Alle circuits zijn hydraulisch gescheiden, overtollige warmte van de bron wordt in de tank verzameld en indien nodig gebruikt.

Berekening van de capaciteit van de warmteaccumulator

De berekeningsmethodologie kan verschillen, afhankelijk van het toepassingsschema. Hier is een ruwe berekeningstabel:

1. Bepaling van de maximale brandstofbelasting. De vuurhaard kan bijvoorbeeld 20 kg brandhout bevatten. 1 kg brandhout kan 3,5 kWh energie vrijgeven. Dus bij het verbranden van één bladwijzer van brandhout, zal de ketel 20 3,5 = 70 kWh warmte geven. De tijd die nodig is om een ​​volledige bladwijzer te branden, kan empirisch worden bepaald of berekend. Als het ketelvermogen bijvoorbeeld 25 kW 70 is: 25 = 2,8 h.
2. Warmtedragertemperatuur in het verwarmingssysteem. Als het systeem al is geïnstalleerd, volstaat het om de temperatuur aan de inlaat en uitlaat te meten en het warmteverlies te bepalen.
3. Bepaling van de gewenste downloadfrequentie. Zo is beladen 's ochtends en' s avonds wel mogelijk, maar is het niet mogelijk om de ketel overdag en 's nachts te onderhouden.

Berekening van de warmteaccumulator

Als het warmteverlies van een ruimte gedurende een uur bijvoorbeeld 6,7 kW is, dan is dat per dag 160 kW. In dit voorbeeld is dit iets meer dan twee brandstofvullingen. Zoals hierboven is gedefinieerd, brandt één tabblad brandhout ongeveer 3 uur, waardoor 70 kWh thermische energie vrijkomt.

De behoefte aan verwarming van het huis is 6,7 3 = 20,1 kWh, de voorraadreservoirreserve is 70-20,1 = 49,9, dat wil zeggen ongeveer 50 kWh. Deze energie is voldoende voor een periode van 50: 6,7 - dit is ongeveer 7 uur Dit betekent dat er twee volle en een onvolledige per dag nodig zijn.

Op basis van deze berekeningen, na verschillende opties te hebben overwogen, stoppen we hierbij: om 23 uur wordt een onvolledige lading gemaakt, om 6.00 uur en 18.00 uur - vol. Als je een grafiek maakt van het laadniveau van de warmteaccumulator, kun je zien dat de maximale lading om 9 uur op 60 kWh valt.

Aangezien 1 kWh = 3600 kJ, moet de reserve 60 3600 = 216000 kJ thermische energie zijn. De temperatuurreserve (het verschil tussen de maximale waterindicator en het vereiste debiet) is 95-57 = 38 ° С. Warmtecapaciteit van water 4.187 kJ. Dus 216000 / (4,18738) = 1350 kg. In dit geval is het vereiste volume van de warmteaccumulator 1,35 m3.

Het beschouwde voorbeeld geeft een algemeen beeld van hoe de opslagtankcapaciteit wordt berekend. In elk afzonderlijk geval moet rekening worden gehouden met de eigenaardigheden van het verwarmingssysteem en de bedrijfsomstandigheden.

Kenmerken van het installeren van een warmteaccumulator

Voordat u de apparatuur installeert, moet er een gedetailleerd ontwerp worden gemaakt. Er moet rekening worden gehouden met alle vereisten van de fabrikanten van verwarmingsapparatuur. Bij het plaatsen van de opslagtank moeten de volgende regels in acht worden genomen:

• Het oppervlak van de container moet een betrouwbare thermische isolatie hebben.
• Thermometers moeten bij de inlaat en uitlaat worden geïnstalleerd om de temperatuur van het water te bewaken.
• Volumetrische tanks passen meestal niet in de deuropening. Lukt het niet om de tank voor het einde van de bouw binnen te halen, dan zal je gebruik moeten maken van een opvouwbare versie of meerdere kleinere tanks.
• Een grove filter is wenselijk op de inlaatleiding.
• Een veiligheidsklep en een manometer moeten in de buurt van de tank worden geïnstalleerd. Er moet ook een ontluchtingsklep in de tank zelf zijn.
• Het water moet uit de tank kunnen worden afgevoerd.

Het gebruik van een warmteaccumulator in een systeem met een verwarmingsketel voor vaste brandstof verhoogt het rendement van de warmtegenerator en zijn levensduur, en maakt ook een zuiniger brandstofverbruik mogelijk. De mogelijkheid van een zeldzamere brandstoflading maakt het gebruik van de verwarmingsketel handiger voor de consument. Bij de berekening van de vereiste capaciteit van de opslagtank moet rekening worden gehouden met het type ketel, de kenmerken van het verwarmingssysteem en de bedrijfsomstandigheden.

Ondanks de eenvoud van het apparaat en de overduidelijke voordelen van het gebruik van warmteaccumulatoren, is dit type apparatuur nog niet erg gebruikelijk. In dit artikel zullen we proberen te praten over wat een warmteaccumulator is en de voordelen die het met zich meebrengt bij het gebruik ervan in verwarmingssystemen.

Een warmteaccumulator kiezen

TA kiest bij het ontwerpen van een verwarmingssysteem. Verwarmingsingenieurs helpen u bij het kiezen van de juiste warmteaccumulator. Maar als het onmogelijk is om van hun diensten gebruik te maken, moet u zelf een keuze maken. Dit is niet moeilijk om te doen.

Warmteaccumulator voor ketel met vaste brandstof

De belangrijkste criteria voor de selectie van dit apparaat worden als de volgende beschouwd

:

• druk in het verwarmingssysteem;
• het volume van de buffertank;
• externe afmetingen en gewicht;
• uitrusten met extra warmtewisselaars;
• de mogelijkheid om extra apparaten te installeren.

De waterdruk (druk) in het verwarmingssysteem is de belangrijkste indicator. Hoe hoger het is, hoe warmer het is in de verwarmde kamer. Gezien deze parameter wordt bij het kiezen van een warmteaccumulator voor verwarmingsketels op vaste brandstoffen aandacht besteed aan de maximale druk die deze kan weerstaan.De op de foto getoonde warmteaccumulator voor een vastebrandstofketel is gemaakt van roestvrij staal en is bestand tegen hoge waterdruk.

Buffervolume. De mogelijkheid om tijdens bedrijf warmte op te slaan voor het verwarmingssysteem hangt ervan af. Hoe groter het is, hoe meer warmte zich in de container zal ophopen. Hierbij moet je er rekening mee houden dat het geen zin heeft om de limiet te verhogen tot oneindig. Maar als het water minder is dan de norm, zal het apparaat eenvoudigweg niet de functie van warmteaccumulatie uitvoeren die eraan is toegewezen. Daarom zal het voor de juiste keuze van een warmteaccumulator nodig zijn om zijn buffercapaciteit te berekenen. Even later zal worden getoond hoe het wordt uitgevoerd.

Externe afmetingen en gewicht. Dit zijn ook belangrijke indicatoren bij het kiezen van een TA. Zeker in een reeds gebouwd huis. Wanneer de berekening van de warmteaccumulator voor verwarming wordt gemaakt, wordt de levering op de plaats van installatie uitgevoerd, er kan een probleem zijn met de installatie zelf. Qua totale afmetingen past het misschien gewoon niet in een standaard deuropening. Bovendien zijn TA met grote capaciteit (vanaf 500 liter) op een aparte fundering geïnstalleerd. Een enorm apparaat gevuld met water wordt nog zwaarder. Met deze nuances moet rekening worden gehouden. Maar het is gemakkelijk om een ​​uitweg te vinden. In dit geval worden twee warmteaccumulatoren aangeschaft voor verwarmingsketels op vaste brandstoffen met een totaal volume aan buffertanks dat gelijk is aan het berekende volume voor het gehele verwarmingssysteem.

Uitrusten met extra warmtewisselaars. Bij afwezigheid van een SWW-systeem in het huis, een eigen waterverwarmingscircuit in de ketel, is het beter om onmiddellijk een TA met extra warmtewisselaars aan te schaffen. Voor degenen die in de zuidelijke regio's wonen, is het handig om een ​​zonnecollector aan te sluiten op een TA, die een extra gratis warmtebron in huis wordt. Een eenvoudige berekening van het verwarmingssysteem laat zien hoeveel extra warmtewisselaars het wenselijk is om in de warmteaccumulator te hebben.

Mogelijkheid om extra apparaten te installeren. Dit impliceert de installatie van verwarmingselementen (buisvormige elektrische kachels), instrumentatie (instrumentatie), veiligheidskleppen en andere apparaten die zorgen voor een ononderbroken en veilige werking van de buffertank in het apparaat. Zo wordt bij nooddemping van de ketel de temperatuur in het verwarmingssysteem op peil gehouden door verwarmingselementen. Afhankelijk van het volume waarmee het gebouw wordt verwarmd, creëren ze mogelijk geen comfortabele temperatuur, maar het ontdooien van het systeem zal noodzakelijkerwijs worden voorkomen. Door de aanwezigheid van instrumentatie kunt u tijdig op mogelijke storingen in het verwarmingssysteem letten.

Belangrijk. Let bij het kiezen van een warmteaccumulator voor verwarming op de thermische isolatie ervan. Het behoud van de verkregen warmte hangt ervan af.

Toepassing van warmteaccumulatoren

Er zijn verschillende methoden om het volume van een tank te berekenen. De praktijk leert dat er gemiddeld 25 liter water nodig is voor elke kilowatt verwarmingsapparatuur. Het rendement van verwarmingsketels voor vaste brandstoffen, die een verwarmingssysteem met een warmteaccumulator omvat, neemt toe tot 84%. Door de verbrandingspieken te nivelleren, wordt tot 30% op energiebronnen bespaard.

Bij het gebruik van tanks voor de levering van sanitair warm water zijn er geen onderbrekingen tijdens piekuren. 'S Nachts, wanneer de behoeften tot nul worden teruggebracht, accumuleert de koelvloeistof in de tank warmte en' s ochtends voorziet het weer volledig in alle behoeften.

De betrouwbare thermische isolatie van het apparaat met geschuimd polyurethaan (polyurethaanschuim) helpt om de temperatuur op peil te houden. Bovendien is het mogelijk om verwarmingselementen te installeren, wat helpt om in geval van nood snel de gewenste temperatuur "in te halen".

Doorsnede van de warmteaccumulator

Warmteopslag wordt aanbevolen in gevallen:

• grote behoefte aan warmwatervoorziening. In een huisje, waar meer dan 5 mensen wonen, en twee badkamers zijn geïnstalleerd, is dit een echte manier om de levensomstandigheden te verbeteren;
• bij gebruik van verwarmingsketels op vaste brandstoffen.Accumulatoren vergemakkelijken de werking van verwarmingsapparatuur in het uur van de grootste belasting, nemen overtollige warmte weg, voorkomen koken en verlengen ook de tijd tussen het vullen van vaste brandstof;
• bij gebruik van elektrische energie tegen aparte tarieven voor dag en nacht;
• in gevallen waarin zonne- of windbatterijen zijn geïnstalleerd om elektrische energie op te slaan;
• bij gebruik van circulatiepompen in het warmtetoevoersysteem.

Dit systeem is perfect voor ruimtes die verwarmd worden met radiatoren of vloerverwarming. De voordelen zijn dat het in staat is om energie uit verschillende bronnen op te slaan. Met het gecombineerde voedingssysteem kunt u de meest optimale optie kiezen om gedurende een bepaalde periode warmte te genereren.

Kenmerken van het ontwerp van de warmteaccumulator

Het apparaat is een cilindrische container gemaakt van roestvrij staal of zwart staal. De afmetingen van de container zijn afhankelijk van het volume, dat varieert van enkele honderden tot tienduizenden liters. Door de grote volumes is zo'n apparaat moeilijk te plaatsen in een bestaande stookruimte, waardoor het vaak nog moet worden afgerond. Er zijn modellen met thermische isolatie van de fabriek en containers zonder.

Bij het installeren van de warmteaccumulator moet er rekening mee worden gehouden dat de dikte van de isolatie 10 cm is, daarna wordt er een leren omhulsel bovenop de tank geplaatst. In de tank bevindt zich een koelvloeistof die, wanneer brandstof in de ketel wordt verbrand, snel opwarmt en de warmte lang vasthoudt dankzij een isolatielaag. Nadat de werking van de ketel is gestopt, geeft de accumulator zijn warmte af aan de kamer en verwarmt deze. Om deze reden hoeft de ketel niet zo vaak te worden opgestookt als voorheen.

Volgens hun ontwerp zijn de capaciteiten van de warmteaccumulator:

• met een ketel aan de binnenkant. Dit ontwerp is gemaakt om woningen te voorzien van warm water uit een autonome bron;
• met een of twee warmtewisselaars;
• leeg (geen koelvloeistof).

Er zijn gaten met schroefdraad aangebracht om de opslaginrichting aan te sluiten op de ketel en het verwarmingssysteem van het huis.

Achtergrond

Het gebeurde zo dat ik enige tijd geleden een privéhuis kocht op enige afstand van de bewoonde wereld. De afstand tot de bewoonde wereld wordt vooral bepaald door het feit dat er helemaal geen gas is. En het toegestane vermogen van de elektrische aansluiting biedt niet de technische mogelijkheid om het huis met elektriciteit te verwarmen. De enige echte warmtebron in de winter is het gebruik van vaste brandstoffen. Met andere woorden, het huis was voorzien van een kachel, die de voormalige eigenaar verwarmde met hout en kolen.

Als iemand ervaring heeft met het gebruik van de kachel, hoeft hem niet uitgelegd te worden dat deze activiteit constant moet worden gecontroleerd. Zelfs bij niet al te koud weer is het onmogelijk om een ​​keer brandhout in de kachel te leggen en het te “vergeten”. Als je er teveel hout op legt, wordt het huis heet. En nadat de brandstof is opgebrand, zal het huis sowieso snel afkoelen. Willy-nilly, om een ​​comfortabele temperatuur te behouden, moet je constant een beetje brandhout toevoegen. En bij strenge vorst mag de oven zelfs 3-4 uur niet onbeheerd worden achtergelaten. Als je 's ochtends niet wakker wilt worden in een koude kamer, wees dan zo vriendelijk om minstens één keer per nacht naar de kachel te gaan ...

Natuurlijk had ik geen zin om als brandweerman te werken. En dus begon ik meteen na te denken over een gemakkelijkere manier van verwarmen. Natuurlijk, als het onmogelijk was om gas of elektriciteit te gebruiken, zou alleen een modern verwarmingssysteem op vaste brandstoffen op deze manier kunnen worden, bestaande uit een ketel voor vaste brandstoffen, een warmteaccumulator en de eenvoudigste automatisering voor het in- en uitschakelen van de recirculatiepomp.

Waarom is een moderne ketel beter dan een conventionele kachel? Het neemt veel minder ruimte in beslag, je kunt er meer brandstof in doen, het zorgt voor een betere verbranding van deze brandstof bij maximale belasting, en theoretisch kan het worden gebruikt om de meeste warmte in huis te laten en niet in de schoorsteen te laten komen.Maar in tegenstelling tot een fornuis is een verwarmingsketel op vaste brandstof praktisch onmogelijk te gebruiken zonder warmteaccumulator. Ik schrijf hier zo gedetailleerd over, omdat ik veel mensen ken die hebben geprobeerd een huis met dergelijke ketels te verwarmen en ze rechtstreeks op verwarmingsbuizen aan te sluiten. Ze hebben niets goeds gedaan.

Wat is een warmteaccumulator of, zoals het ook wel een buffertank wordt genoemd? In het eenvoudigste geval is het gewoon een groot vat water, waarvan de wanden goed geïsoleerd zijn. De ketel verwarmt het water in dit vat in twee tot drie uur na zijn werking. En dan circuleert dit warme water door het verwarmingssysteem totdat het afkoelt. Als het afkoelt, moet de ketel weer worden aangestoken. De eenvoudigste warmteaccumulator kan door elke lasser gemakkelijk worden gedaan. Maar ik, na een korte gedachte, liet dit idee varen en kocht een kant-en-klaar exemplaar. Omdat ik in Oekraïne woon, heb ik me tot het verleden gewend en heb er nooit spijt van gehad: hier worden accumulatietanks professioneel en van zeer hoge kwaliteit gemaakt.

Afhankelijk van het volume van de warmteaccumulator, het vermogen van de ketel en hoeveel warmte het huis nodig heeft, hoeft de ketel niet constant te worden verwarmd, maar één of twee keer per dag, of zelfs eens in de twee of drie dagen.

Berekening van het volume van de buffertank van de ketel

De meest optimale oplossing voor dit probleem is de toewijzing van de implementatie aan verwarmingsingenieurs. Bij de berekening van het volume van de warmteaccumulator voor het gehele verwarmingssysteem van een woonhuis moet rekening worden gehouden met verschillende factoren die alleen bij hen bekend zijn. Desondanks kunnen voorlopige berekeningen onafhankelijk worden uitgevoerd. Hiervoor heb je naast algemene kennis van natuurkunde en wiskunde een rekenmachine en een blanco vel papier nodig.

We vinden de volgende gegevens

:

• ketelvermogen, kW;
• actieve brandstofverbrandingstijd;
• thermisch vermogen voor het verwarmen van het huis, kW;
• Boiler efficiëntie;
• temperatuur in de aanvoerleiding en "retour".

Laten we eens kijken naar een voorbeeld van voorlopige berekening. Het verwarmde gebied is 200 m 2. De tijd van actieve verbranding van de ketel is 8 uur, de temperatuur van het koelmiddel tijdens het verwarmen is 90 ° C, in het retourcircuit is 40 ° C. Het geschatte thermische vermogen van de verwarmde kamers is 10 kW. Met dergelijke initiële gegevens ontvangt het verwarmingsapparaat 80 kW (10 × 8) energie.

De buffercapaciteit van een vastebrandstofketel berekenen we aan de hand van de warmtecapaciteit van water

:

waarbij: m is de massa water in de tank (kg); Q is de hoeveelheid warmte (W); ∆t is het verschil tussen de temperatuur van het water in de aanvoer- en retourleidingen (° С); 1.163 is de specifieke warmtecapaciteit van water (W / kg ° С) ...

Berekening van de buffercapaciteit van een vastebrandstofketel

Als we de cijfers in de formule vervangen, krijgen we 1375 kg water of 1,4 m 3 (80.000 / 1,163 × 50). Dus voor een verwarmingssysteem van een huis met een oppervlakte van 200 m 2, is het noodzakelijk om een ​​TA te installeren met een capaciteit van 1,4 m 3. Als je dit cijfer kent, kun je veilig naar de winkel gaan om te zien welke warmteaccumulator is acceptabel.

Afmetingen, prijs, uitrusting, fabrikant zijn al gemakkelijk herkenbaar. Als we de bekende factoren vergelijken, is het niet moeilijk om een ​​voorlopige selectie te maken van een warmteaccumulator voor een woning. Deze berekening is relevant in het geval dat het huis wordt gebouwd, het verwarmingssysteem al is geïnstalleerd. Het resultaat van de berekening zal uitwijzen of het nodig is om de deuropeningen te demonteren vanwege de afmetingen van de TA. Na evaluatie van de mogelijkheid om het op een vaste plaats te installeren, wordt de definitieve berekening gemaakt van de warmteaccumulator voor de ketel voor vaste brandstoffen die in het systeem is geïnstalleerd.

Nadat we gegevens over het verwarmingssysteem hebben verzameld, voeren we berekeningen uit met behulp van de formule

:

waarbij: W is de hoeveelheid warmte die nodig is om het koelmiddel te verwarmen; m is de massa van water; c is de warmtecapaciteit; ∆t is de temperatuur van waterverwarming;

Bovendien hebt u de waarde van k nodig - het ketelrendement.

Uit formule (1) vinden we de massa: m = W / (c × ∆t) (2)

Omdat het ketelrendement bekend is, verfijnen we formule (1) en verkrijgen we W = m × c × ∆t × k (3) waaruit we de bijgewerkte watermassa m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Laten we eens kijken hoe we een warmteaccumulator voor een huis kunnen berekenen. In het verwarmingssysteem is een ketel van 20 kW geïnstalleerd (aangegeven in de paspoortgegevens). Het brandstoftablet brandt in 2,5 uur uit. Om een ​​huis te verwarmen heb je 8,5 kW / 1 uur energie nodig. Dit betekent dat tijdens het uitbranden van één bladwijzer 20 × 2,5 = 50 kW wordt verkregen

Ruimteverwarming verbruikt 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Overtollige geproduceerde warmte 50 - 21,5 = 28,5 kW wordt opgeslagen in de TA.

De temperatuur waarnaar de koelvloeistof wordt verwarmd is 35 ° C. (Het temperatuurverschil in de aanvoer- en retourleidingen. Bepaald door meting tijdens bedrijf van het verwarmingssysteem). Door de gezochte waarden in formule (4) te vervangen, krijgen we 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Dit cijfer betekent dat om de warmte die door de ketel wordt gegenereerd op te slaan, 875 kg warmtedrager nodig is. Hiervoor heeft u voor het hele systeem een ​​buffertank nodig met een inhoud van 0,875 m 3. Dergelijke lichtgewicht berekeningen maken het eenvoudig om een ​​warmteaccumulator voor verwarmingsketels te kiezen.

Advies. Voor een nauwkeurigere berekening van het volume van de buffertank is het beter om contact op te nemen met een specialist.

Online rekenmachine

* Als de calculator 0 (nul) aangeeft, betekent dit dat u geen overtollige energie heeft om te accumuleren.

Dit is een geschatte waarde, zo dicht mogelijk bij de werkelijkheid, zonder rekening te houden met variabelen zoals: type brandstof, ketelrendement, energie-efficiëntie van het gebouw.

Toelichtingen

Ketelvermogen volgens het paspoort - elke fabrikant geeft dit aan in de documentatie voor de apparatuur. Als de ketel onafhankelijk is gemaakt en het vermogen ervan onbekend is, kan dit grofweg empirisch worden bepaald. Voor een huis met een oppervlakte van 100 m2 is een ketel van 10 kW voldoende​Als uw unit de taak van het verwarmen van uw huis aankan, met een gemiddelde belasting van de vuurhaard, neem dan de oppervlakte van deze kamer als de belangrijkste waarde en bepaal het vermogen. U moet begrijpen dat dit zeer gemiddelde gegevens zijn, exclusief warmteverlies, energie-efficiëntie van het gebouw, enz.

Het vermogen dat u nodig heeft om uw huis te verwarmen. Dit is de energie die nodig is om de vereiste temperatuur te behouden. Het wordt berekend door een specialist op basis van complexe formules en veel variabelen. Een huis van 100m2 heeft bijvoorbeeld 8,5 kW energie per uur nodig. Nogmaals, dit is een zeer gemiddeld cijfer.

Warmtedrager temperatuur, aanvoer en retour. Het verschil tussen deze aantallen is het overschot dat moet worden behouden.

Warmtecapaciteit van water. Dit is een tabelwaarde, die 4,19 kJ / kg × ° C of 1,164 W × h is. Het neemt deel aan de berekeningen en is een statistische waarde.