Обвязка теплоаккумулятора: Обвязка теплоаккумулятора: схемы, пояснения, принцип работы

Обвязка теплоаккумулятора: схемы, пояснения, принцип работы

Подключить теплоаккумулятор (буферную емкость) для отопления можно десятком разных способов. Есть самые простые — просто трубы подключить, есть сложнее, с большим количеством элементов, которые решают различные задачи. Разберем, как подключить теплоаккумулятор, по порядку, с возможностями схем, для разных потребителей. Рассмотрим плюсы и минусы каждой из схем.

Обвязка теплоаккумулятора: упрощенная схема

Буферную емкость ставят между водогрейной печью/котлом и системой отопления. В самом простом варианте подключают трубы напрямую, без каких-либо излишеств (см. рисунок ниже). Вот только лучше поставить отсечные краны  на каждом из отводов — перед и после емкости. Это даст возможность отключать емкость, проводить ремонтные работы с баком и не сливать при этом теплоноситель из системы. Еще очень желательны фильтры.

В чем недостаток такой схемы подключения теплоаккумулятора для системы отопления? При поступлении в теплообменник котла теплоносителя с низкой температурой, образуется конденсат. Он состоит из очень едких жидкостей, которые разрушают металл. Испаряясь, этот конденсат оставляет толстый слой налета на теплообменнике, что очень сильно снижает эффективность (теплообменник хуже нагревается). Ситуация с холодной обраткой появляется во время старта системы, пока не нагрет теплоноситель. Так как в данной схеме греться должен весь объем, конденсат выпадает продолжительное время, что приводит к быстрому снижению эффективности отопления, разрушению теплообменника.

Самая простая схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления

Второй недостаток этой схемы: вода в емкости может быть очень горячей — до 90°C и больше. Если подавать ее в радиаторы напрямую, в помещениях может быть слишком жарко, к тому же о нагретые до такой температуры радиаторы можно серьезно обжечься. На теплый водяной пол, такой горячий теплоноситель вообще давать нельзя — все расплавиться.

И, самое важное, в данной схеме нет циркуляционного насоса. То есть, движется теплоноситель по естественным причинам: благодаря уклону труб (не забудьте, кстати, о правильном уклоне) и разнице температур между подачей и обраткой. Но такое движение медленное и малоэффективное, особенно при понижении температуры в баке. Такая схема малоэффективна. Для того чтобы теплоноситель двигался быстрее, ставят циркуляционный насос.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Обратите внимание, что реализовывать эту схему можно только на стальных или медных теплообменниках. С чугунными — нельзя. При попадании холодной воды они могут лопнуть.

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Решаем проблему конденсата

Логичное решение проблемы слишком холодной воды на обратке — добавить горячую с подачи. Реализуется это при помощи перемычки и установленного на отводе регулируемого трехходового смесительного клапана. Клапан должен быть смесительного типа: при достижении выставленной температуры, он плавно начинает сдвигать клапана в двух подключенных трубах. Таким образом получается постепенное и плавное изменение температуры.

Обвязка теплоаккумулятора: добавочный контур для подмеса теплой воды в обратку

Холодная вода в обратном трубопроводе появляется в нескольких случаях: при разгоне котла, когда вода в теплоаккумуляторе сильно остыла (после простоя), а котел в работе. Давайте рассмотрим, как работает эта схема подключения аккумулятора тепла в обоих случаях. Движение теплоносителя показано на иллюстрациях ниже.

Пока котел не разогрелся, теплоноситель совсем холодный. В этом случае трехходовой клапан перекрывает поток теплоносителя на ТА и он движется по малому кругу (рисунок внизу, верхняя левая картинка). Прогрев происходит быстро, так как воды мало, время, образования конденсата минимально. На рисунке принято, что трехходовой клапан настроен на 55°C. Пока вода в малом круге не достигнет этой температуры, она так и циркулирует в нем.

Когда теплоноситель в малом кольце разогревается до 55°C, клапан сдвигает заслонки, включается в работу теплоаккумулятор для отопления. В этом случае одновременно идут три потока (правый рисунок в верхнем ряду):

• малый, как на первой картинке;
• часть теплоносителя идет на ТА через клапан;
• из ТА по обратке, через клапан, на насос и в теплообменник котла (третий круг).

В таком положении все находится до тех пор, пока теплоноситель в баке не прогреется до выставленной температуры (в данном случае до 55°C).

Как работает трехходовой смесительный клапан в схеме с ТА

Когда температура в баке достигает 55°C, трехходовой клапан отсекает подмес. Жидкость движется по большому кругу (нижний рисунок):

• подача — не заходя на клапан — в ТА;
• обратный поток — через клапан, на насос, в котел.

В таком состоянии все работает до тех пор, пока горит топливо. Чтобы обвязка теплоаккумулятора была завершенной, добавим контролирующие элементы — в трубопровод подачи устанавливается группа безопасности: манометр, предохранительный (аварийный) клапан сброса давления, автоматический воздухоотводчик. Для установки аварийного клапана, в некоторых котлах есть специальные штуцера. В противном случае аварийный клапан ставят с остальными компонентами сразу на выходе котла — до первого ответвления.

Окончательный вид обвязки ТА со стороны котла (группа безопасности не нарисована, стоит на подаче после котла)

Еще устанавливается расширительный бак мембранного типа. Он будет принимать в себя лишнюю воду по мере расширения (при нагреве жидкости увеличиваются в объеме). Теплоаккумулятор для отопления к котлу мы подключили. На этом обвязка теплоаккумулятора со стороны котла окончена.

Подключение ТА к потребителям

С другой стороны теплоаккумулирующую емкость надо подключить к системе отопления. Если подключаем только радиаторы, все просто — с одного из верхних выходов идет труба в трубопровод подачи, в нижний подключаем обратку. Но, в этом случае, возможен перегрев радиаторов. Когда вода в баке нагрета до температуры выше 60°C, это может быть опасным, а температура может быть 90°C и даже выше. При касании к таким горячим радиаторам, высока вероятность получения нешуточного ожога. К тому же в помещении явно будет жарко.

Подключение радиаторов

Чтобы избежать подачи слишком горячего теплоносителя, ставят еще один трехходовой смесительный клапан. Схема работает также как описано выше. Выставляем на регуляторе требуемую температуру, например, 50°C. Как только теплоноситель в подаче будет горячее, клапан откроет подмес воды из обратки.

Одна из выгод установки теплоаккумулятора — возможность приготовления ГВС в той же емкости (средняя картинка на рисунке ниже). Для этого в бак встраивают теплообменник или емкость. Его выход подключают к гребенке горячего водоснабжения.

Схемы обвязки буферной емкости со стороны системы отопления

Так как и в этом случае тоже возможен перегрев, тут также необходим узел подмеса. Вот только добавлять надо холодную водопроводную воду. Реализуется этот узел при помощи еще одного трехходового смесительного клапана. Выход от холодного водопровода подключаем к смесительному трехходовому клапану ГВС. Чтобы при отсутствии разбора горячей воды она не попадала в гребенку холодной воды, на линии подачи от ХВС ставим обратный клапан.

Эта схема обвязки теплоаккумулятора имеет существенный недостаток: когда горячая вода не используется, вода в трубах остывает. Чтобы «добыть» теплую, приходится сливать остывшую просто в канализацию. Это неудобно, так как приходится ждать, и неэкономно. Для решения проблемы, от последней точки разбора тянут обратную линию, в которой устанавливают свой циркуляционный насос. Этот контур называется рециркуляционным. Пока кран нигде не открыли, вода бегает по кругу. Таким образом, из всех кранов постоянно идет теплая вода. Обратите внимание на установку обратных клапанов — они обязательны для работоспособности схемы.

Обвязка теплоаккумулятора для индивидуального отопления со всеми функциональными элементами и арматурой

Для окончательной проработки схемы надо еще оговорить место установки арматуры. Это автоматические воздухоотводчики, которые ставят в самых высоких точках системы. Еще нужны запорные краны. Их устанавливают возле каждого крупного функционального узла так, чтобы при необходимости, можно было перекрыть краны и снять оборудование для ремонта или профилактики.

Как запитать теплый водяной пол

К теплоаккумулятору можно очень неплохо подключить и теплый пол. Обвязка в этом случае ничем не отличается от случая с радиаторами. Нужен тот же узел подмеса со смесительным трехходовым клапаном, но настроен он должен быть на более низкую температуру — не выше +40°C. В этом случае можно подключить теплый пол без смесительного узла — температура должна контролироваться при выходе из котла. Но можно и перестраховаться — поставить второй смесительный узел на распределительном коллекторе теплого пола.

Обвязка теплоаккумулятора с теплым водяным полом (в зеленом контуре)

Есть и второй вариант обвязки теплоаккумулятора с теплым полом — подавать той же температуры теплоноситель, что идет на радиаторы. Понижать ее будет смесительный узел. Хлопот и затрат меньше (нужны только тройники для отвода от основной магистрали), но и надежность такого решения ниже. Хотя, справляется же это оборудование с теплоносителем, который подает обычный котел.

Схема подключения (обвязки) буферной емкости с твердотопливным котлом

Практика показала, чтобы твердотопливное котельное оборудование работало с соответствующим паспортным данным КПД, требуется его эксплуатация в режиме, приближенном к максимальному возможному. Автоматическая регулировка, связанная с уменьшением количества подаваемого в топку воздуха, позволяет увеличить продолжительность горения одной закладки. Но, горение топлива в обедненной кислородом атмосфере приводит к снижению его теплоотдачи. То есть, часть тепла попросту вылетает в трубу.

Схема подключения буферной емкости с твердотопливным котлом позволяет обеспечить стабильную работу в таком режиме и не тратить лишнее топливо.

Обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью

В дополнение к приборам, используемым в традиционной схеме подключения, потребуется еще один циркуляционный насос и буферная емкость (тепловой аккумулятор). По своей сути, обвязка такого типа позволяет сформировать двухконтурную систему отопления, при которой теплоноситель, нагреваемый котельным оборудованием, не поступает непосредственно в радиаторы. По основной сети циркулирует вода, нагреваемая именно в теплообменнике.

Приведенная схема работает следующим образом:

1. Теплогенератор работает в режиме максимальной мощности с высоким КПД.
2. В течение горения закладки дров, вода циркулирует по малому контуру — котел-теплоаккумулятор. В этот период обменный бак набирает тепловую энергию, отдавая только требуемую ее часть в радиаторы.
3. Теплоноситель основного контура нагревается за счет теплообмена в тепловом аккумуляторе, способном поддерживать стабильную температуру длительное время.
4. При прогорании закладки топлива отопление функционирует только за счет накопленной в буфере тепловой энергии. Это позволяет отказаться от необходимости добавлять дрова или уголь, температура в системе и так будет поддерживаться на требуемом уровне.

Циркуляция в основной сети обеспечивается дополнительным насосом. А при помощи установленного трехходового клапана можно регулировать температуру теплоносителя на подаче.

Время поддержания работоспособности отопления при затухании зависит от объема включенного в систему накопителя. Для дома площадью 200 квадратов потребуется теплоаккумулятор на 1 м3 и более. Такого запаса хватит на 3-4 часа работы.

Особенности подбора оборудования для обвязки ТТ котла с теплоаккумулятором

Чтобы система работала эффективно и экономно, учитывайте следующие моменты:

• Котел должен обладать существенным запасом по тепловой мощности. В режиме активного горения он должен обеспечивать и отопление дома, и загрузку (накопление энергии) в буфере. Рекомендовано использовать оборудование с 2-кратным резервом по теплоотдаче.
• Скорость циркуляции теплоносителя в малом контуре (котел-буфер) должна быть выше, чем в основной сети. Подбирайте циркуляционные насосы с учетом этого требования по производительности.

Схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью позволяет упростить управление, поддерживать стабильную комфортную температуру в помещении при сокращении расхода топлива. Дополнительное оборудование окупается за 2-3 сезона.

Теплоаккумуляторы S-Tank серии HFWT теплообменник для гвс в Москве

Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Расчет буферной емкости для котла

Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25—50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома. Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Объем тепловогоаккумулятора, м3	0.35	0.5	0.8	1	1.5	2	3	3.5
Величина отдаваемого теплапри разности температур в 40 ⁰С, кВт/ч	20	30	45	58	85	115	170	210

Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

Как рассчитать объем без калькулятора

Расчеты производятся на основе остаточной энергии. За основу берется мощность котла в час и расход энергии на отопление. Так же вычисляется разница между температурой теплоносителя которая подается в систему и возвращается.

Формула выглядит так: m = Q / 1.163 х Δt,

Где:

• Q – расчетное количество тепловой энергии, которую мы можем накопить. Это разница вырабатываемой мощности котла и необходимой нам для отопления;
• m – масса воды в резервуаре, кг. Ее мы хотим вычислить;
• Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя, °С;
• 1.163 кВт/кг – удельная теплоемкость воды.

Рекомендации по выбору

На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного пространства в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости нужно будет предусмотреть устройство фундамента, поскольку на обычные полы оборудование со значительной массой ставить нельзя. Если по расчету требуется бак объемом 1 м3, а пространства для его установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0.5 м3, расположив их в разных местах.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, когда котел не имеет собственного контура подогрева воды, есть возможность приобрести тепловой аккумулятор с таким контуром. Немаловажное значение имеет и величина рабочего давления в системе отопления, которая в жилых домах традиционно не должна превышать 3 Бар. В отдельных случаях давление достигает 4 Бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать специального исполнения, — с торосферической крышкой.

Некоторые заводские аккумуляторы горячей воды укомплектованы электрическим ТЭНом, устанавливаемым в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, верхняя зона емкости будет подогреваться. Будет действовать подача ГВС на хозяйственные нужды.

Простая схема включения с подмешиванием

Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Чтобы работа системы отопления была максимально экономичной, но, естественно, без потери своей эффективности, имеет смысл аккумулировать выработанное ею тепло, не востребованное в текущий момент, с тем расчётом, чтобы использовать его в то время, когда котел «отдыхает». Эта проблема решается установкой теплоаккумулятора с соответствующей обвязкой.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

А как определить, какой объём воды потребуется, чтобы гарантированно сберечь весь выработанный котлом тепловой потенциал? Для этого имеется специальный алгоритм, и он воплощен в размещенный ниже калькулятор расчета объема теплоаккумулятора.

Необходимые пояснения будут приведены ниже.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

На чем строится и как проводится расчет?

Безусловно, монтаж, запуск и отладка сложной системы отопления должны проводиться специалистами, иак как существует множество нюансов, который может знать только опытный мастер. Тем не менее, минимально необходимый объем теплоаккумулятора можно рассчитать самостоятельно хотя бы с тех позиций, чтобы предусмотреть место, достаточное для его установки.

Особую важность теплоаккумулятор приобретает в системах отопления, в которых основными источниками тепла выступают твердотопливный или электрический котлы.

• Функционирование котла, работающего на твёрдом топливе, имеет особенность – своеобразную цикличность. Заправка его топливом проводится с определенной периодичность. В процессе активного горения выработанное тепло может быть избыточным, невостребованным в текущий момент, так как хорошо настроенные контура со своими термостатическими регуляторами возьмут ровно столько, сколько им требуется. А вот после прогорания топлива, до очередной загрузки, следует период простоя, и в этот промежуток времени как раз и пригодится тот тепловой потенциал, который был накоплен в аккумуляторе.
• С электрическим котлом – несколько другой «расклад». Имеет смысл основную его работу спланировать на время действия ночного льготного тарифа, а затем днем использовать накопленное за этот срок тепло.

Кроме того, теплоаккумулятор позволяет подключать к системе отопления и альтернативные источники тепловой энергии, например, солнечные коллекторы – в погожий день они способны дать весомую прибавку в общий энергетический потенциал.

Итак, что необходимо для расчета.

• Указать паспортную номинальную тепловую мощность котла отопления.
• Указать «период активности котла». Под этим условным термином понимается:

— для твердотопливного котла – известное хозяевам время прогорания топливной загрузки.

— для электрического котла – продолжительность действия ночного льготного тарифа на электроэнергию.

• Рассчитанная для конкретного дома необходимая тепловая мощность для качественного отопления. В период «активности» котла значительная часть энергии будет уходить по прямому предназначению – на обогрев помещений.

Как самостоятельно произвести расчет необходимой тепловой мощности? Можно перейти по ссылке к соответствующему калькулятору.

Необходимо сразу сделать важную ремарку – принято считать, что установка теплоаккумулятора тогда станет оправданной, когда мощность источника тепловой энергии хотя бы вдвое превышает потребное ее количество для качественного обогрева помещений.

• Желательно учесть и КПД котла – как ни крути, а потери тепловой энергии в этом плане неизбежны.
• Наконец, алгоритм расчета требует учета разницы температур в трубе подачи на входе из котла, и в «обратке». Необходимо указать соответствующие значения, которые, в принципе, несложно определить опытным путем.

Полученное значение (в литрах или в кубометрах) является минимальным.

Для чего нужен и как работает теплоаккумулятор?

Подробнее о достоинствах и недостатках, устройстве, схемах подключения и других нюансах, касающихся теплоаккумуляторов для котлов отопления – читайте в специальной публикации нашего портала.

Схема с гидравлическим разделением

Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Элементы блока:

• циркуляционный насос;
• трехходовой термостатический клапан;
• обратный клапан;
• грязевик;
• шаровые краны;
• приборы контроля температуры.

Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

Подключение: профессиональные рекомендации

Чтобы правильно и максимально эффективно реализовать систему частного отопления на основе любого твердотопливного котла, можно подключать теплоаккумулятор несколькими методами. Они довольно распространены среди профессиональных мастеров, но этому можно обучиться и самостоятельно, так как в данных схемах нет ничего сложного и сверхъестественного.

Совет! Рассмотрите тот факт, что стоимость работ напрямую зависит от основного принципа построения системы постоянной циркуляции топлива в котле.

Схема подключения теплоаккумулятора

С подмешиванием жидкости

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу распространенного типа предельно понятна. Легко и доступно применяется в обвязках систем постоянного отопления, которые основываются на циркуляции простого гравитационного типа топлива в котле. В этой ситуации происходит такое:

• Во время нагревания установленного объема воды в самом теплообменнике устройства начинается ее циркуляция по всей системе установленного трубопровода, который проходит через клапан бойлера.
• Когда заданная пользователем температура достигается, встроенный клапан активно начинает работать и соответственно поддерживать установленный заранее показатель, понемногу подмешивая только холодную воду из самого бойлера.
• В этот момент в бак наливается горячая вода из установленного агрегата — так происходит зарядка теплоаккумулятора.
• За все время, которое может быть определено только баком бойлера, топливо полностью выгорает.
• Начинает обратный процесс, который состоит в подаче воды на небольшие радиаторы. Стабильность температуры сохраняется все время.
• Когда непосредственный источник нужного тепла не может поддержать стабильный нагрев воды в емкости теплоаккумулятора, установленный клапан оперативно и надежно перекрывается, а система моментально приобретает свое исходное состояние.

Если электропитание отсутствует или же циркулярный насос отказывает, бойлер сразу переходит в специальный буферный режим, который дает возможность всей системе работать только на обратном клапане.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Набранная вода, которая нагрелась до этого момента в самом котле, далее активно поступает в установленный бак. Затем она направляется к нескольким радиаторам отопления. За счет этого непрерывного процесса обеспечивается плавное нагревание воды и аккуратное падение высоких температур.

Совет! Чтобы функционирование схемы отопления было на высоте, теплоаккумулятор надо монтировать достаточно высоко, чтобы не было контакта с радиаторами отопления.

Преимущества и недостатки

Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

• Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
• Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
• Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
• Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

назначение, критерии при выборе, схема подключения

На чтение 12 мин. Просмотров 56 Опубликовано 11.11.2019 Обновлено 11.11.2019

В домах, где отсутствует газ или централизованное отопление, используются отопительные индивидуальные системы, включающие твердотопливные и электрические котлы или гелиосистемы, работающие на солнечной энергии. У этих систем есть важный недостаток – неравномерность нагрева теплоносителя ввиду принципиальных особенностей функционирования или влияния внешних факторов. Оптимизировать их можно с помощью теплоаккумулятора для отопления, который сыграет роль буфера между источником тепла и потребителями.

Назначение теплоаккумулятора

Теплоаккумуляторную емкость можно подключать к любому типу котла

Теплоаккумулятор для различного типа котлов отопления представляет собой заполненный водой резервуар внушительного размера, который позволяет решить проблемы, возникающие при работе отопительного котла:

• перерасход энергии;
• избыточная мощность отопления;
• перегрев воды в котле;
• периодические колебания температуры нагрева из-за неравномерности самого процесса горения и несвоевременной закладки дров, угля;
• несовпадение пиков выработки и потребления тепловой энергии.

Часть проблем можно решить путем установки пиролизного котла длительного горения, но в последнем случае он не поможет. Особенность работы котла в том, что после закладки топлива мощность отдачи тепловой энергии постепенно увеличивается, достигая пиковых значений, а затем также постепенно уменьшается. Если вовремя не добавить топливо в котел, он останавливается, теплоноситель начинает остывать, а вместе с этим падает температура в доме. В период пиковой выработки тепла система не в состоянии эффективно распределять всю энергию, поскольку оснащена терморегуляторами, поэтому часть тепла растрачивается впустую. Если котел электрический, гораздо выгоднее накапливать тепло в ночные часы, когда электроэнергия рассчитывается по льготному ночному тарифу, чтобы днем потреблять электричество как можно меньше.

Резервуар теплоаккумулятора для системы отопления выполнен из нержавеющей или обычной стали, изнутри может быть покрыт защитным лаком. Стенки сверху окрашиваются теплоустойчивой краской, затем закрываются теплоизоляционным материалом и кожзаменителем. Фактически при подключении теплоаккумулятора объем теплоносителя в системе отопления увеличивается, что позволяет компенсировать пиковую мощность котла и одновременно накопить тепло для передачи ее теплоносителю при падении мощности выработки тепловой энергии котлом. Благодаря качественному утеплению вода в теплоаккумуляторе остывает долго. Она сохраняется в нагретом состоянии в течение нескольких часов и даже дней и посредством насоса подается в систему. Принцип действия теплоаккумулятора основан на разной теплоемкости различных сред, в частности воды и воздуха. Уменьшение температуры 1 л воды на один градус приводит к повышению температуры воздуха объемом 1 м3 на 4 градуса.

Если при использовании твердотопливных и электрических котлов установка теплового аккумулятора желательна, но не обязательна, то присутствие теплоаккумулятора в гелиосистеме – необходимое условие функционирования, поскольку в вечернее и ночное время солнечную энергию невозможно получить, а осенью и зимой в пасмурные дни использование системы сильно ограничено.

Плюсы и минусы

Можно установить теплоаккумулятор, в котором имеются функции бойлера

Плюсы использования теплового аккумулятора:

• Сохраняет тепловую энергию в течение нескольких часов и дней.
• Исключается перегрев котла.
• Тепловая энергия не расходуется зря, а накапливается, чтобы быть использованной в дальнейшем, благодаря этому увеличивается КПД котла и отопительной системы в целом.
• Позволяет экономить финансовые средства.
• Температура воздуха в помещениях легко поддерживается на оптимальном уровне, резкие скачки температуры исключены.
• Нет необходимости в частых загрузках топлива.
• Дополнительно к твердотопливному котлу можно установить гелиосистему, являющуюся бесплатным источником тепловой энергии.
• Некоторые модели термоаккумуляторов для отопления могут совмещать функции бойлера.

Недостатки системы:

• Долгий нагрев – оптимальна установка в домах, предназначенных для постоянного проживания. В дачных коттеджах, которые посещаются зимой в выходные, пользу такой прибор не принесет.
• Высокая стоимость – они стоят примерно столько же, сколько и котел, а иногда и дороже.
• Значительные габариты и вес – из-за этого возникают определенные сложности при транспортировке и монтаже. Кроме того, теплонакопитель, предназначенный для отопления, устанавливают в непосредственной близости к котлу, там же должно находиться дополнительное оборудование, поэтому нередко приходится выделять для установки приборов специальное помещение и подготавливать его специальным образом: обустраивать опорную площадку, способную выдержать вес накопителя. В заполненном состоянии резервуар может весить 3-4.
• Требуется котел высокой мощности – покупка накопителя оправдана, если мощность котла не используется в полной мере, имеется как минимум двойной запас мощности, в противном случае прибор будет бездействовать.

Теплоаккумулятор можно сделать своими руками из нержавейки и медной трубы

При изготовлении теплоаккумулятора своими руками удастся сэкономить значительную сумму. Самая простая конструкция изготавливается из стальной нержавеющей бочки или даже листовой нержавейки толщиной не менее 3 мм. Также потребуется медная трубка диаметром 3 см и длиной 14 м. Ее сгибают в виде спирали и помещают внутрь бака. Снизу делают подводку холодной воды, сверху отвод для горячей, устанавливают на отводы запорные краны. Обязательно нужно утеплить теплоаккумулятор, сделанный своими руками для твердотопливного котла, иначе он будет неэффективен. Также необходимо установить датчики давления и температуры.

Если цилиндрическую емкость сварить не получается, можно изготовить теплоаккумулятор для отопления в форме параллелепипеда – своими руками резервуар такой формы сделать проще. Углы дополнительно усиливают, снаружи дополняют конструкцию ребрами жесткости – приваривают их на расстоянии 30-35 см друг от друга. Соотношение диаметра и высоты прибора – 1:3(4).

Критерии при подборе

Выбирают теплоаккумулятор, учитывая параметры системы отопления и вид теплоносителя

Подбирать тепловой аккумулятор необходимо в соответствии с точными расчетами, учитывающими параметры домашней системы отопления. Однако помимо расчетных значений принимают во внимание общие характеристики тепловых накопителей.

• Давление в системе отопления. По этому параметру тепловой аккумулятор должен соответствовать системе отопления. Во всяком случае значение может быть выше, но не ниже. Какое давление сможет выдержать накопитель, зависит от толщины стенок, формы резервуара, материала изготовления. Теплоаккумуляторы для котлов, выдерживающие более 4 бар, имеют выпуклые нижнюю и верхнюю крышки.
• Объем буферной емкости. Этот параметр считают наиболее важным и стараются выбрать емкость такого объема, чтобы накопитель мог аккумулировать все лишнее тепло. Но в то же время и излишне объемный прибор не нужен.
• Наружные размеры и вес. Вопросы транспортировки и размещения оборудования решать придется, поэтому необходимо тщательно все рассчитать: пройдет ли бак в дверной проем, выдержат ли перекрытия при полностью заполненном водой резервуаре.
• Оснащение дополнительными теплообменниками. Они позволяют еще более оптимизировать функционирование системы. Модели подбирают в соответствии со сложностью всей системы.
• Возможность установки дополнительных устройств. Совместно с аккумуляторным буфером обмена устанавливают дополнительные ТЭНы, датчики и регуляторы температуры. Если все элементы системы подобраны грамотно, можно снизить расход топлива в два раза.

Баки изготавливают из углеродистой стали или нержавейки. Последние стоят дороже и служат дольше, а первые обязательно имеют антикоррозийное покрытие. Необходимо убедиться в его качестве.

Расчёт объема буферной емкости котла

По расчетам, теплоаккумулятор должен принять всю энергию от одной закладки топлива в котел

Объем буферной емкости обычно рассчитывают таким образом, чтобы за время горения одной закладки топлива теплоаккумулятор сохранил все выработанное котлом тепло. Самостоятельно можно произвести лишь приблизительные расчеты, не учитывающие теплопотери от радиаторов отопления и влияние температуры воздуха в помещении. Основная формула для расчетов объема теплоаккумулятора:

W = k × m × с × Δt, где

• W – избыточное количество тепла;
• m – масса жидкости;
• с – теплоемкость теплоносителя;
• Δt – количество градусов, на которые нужно нагреть теплоноситель;
• k – КПД котла.

Отсюда нужно вычислить массу теплоносителя: m = W / (k × с × Δt).

Так как W определяется как разница значений энергии, выработанной котлом и затраченной на обогрев дома, необходимо также уточнить их и время прогорания закладки топлива. Если мощность котла приводится в паспорте прибора, расход тепловой энергии на отопление нужно рассчитывать. Время прогорания топлива определяется опытным путем. Допустим, это 3 ч, а на отопление дома требуется 10 кВт/ч. Значит, за 3 ч будет потрачено: 10 × 3 = 30 кВт.

Выработка тепла котлом мощностью 22 кВт/ч составляет: 22 × 3 = 66 кВт.

По итогам расчета избыточное тепло составит: W = 66 – 30 = 36 кВт. Переводим в Вт, получаем 36000 Вт.

Используя формулу m = W / (k × с × Δt), определяем искомое значение массы воды. КПД указывается в паспорте в процентах. Это значение нужно перевести в десятичное, разделив на 100. Например, 80/100 = 0,8. Теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С.

Δt  определяют путем измерения температуры трубы подачи и обратки, вычитая из большего значения меньшее. Например: Δt = 88 – 58 = 30°С. Таким образом, m = 36000/(0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 кг.

Для сохранения всей избыточной энергии, выработанной котлом, потребуется емкость объемом не менее 1 288,7 м3. Подойдет теплоаккумулятор Jaspi GTV Teknik на 1500 л. При более скромных значениях расчета можно ограничиться резервуаром, к примеру, на 750 л.

Способы и схемы подключения своими руками

Теплоаккумулятор с пустым баком устанавливают, если давление в системе небольшое

Сложность и особенности подключения зависят от типа теплового накопителя. Поэтому следует разобраться, какими они бывают.

• Самая простая конструкция – пустой внутри бак. Котел и потребители подключаются напрямую. Использование оптимально, если применяется одинаковый теплоноситель во всех контурах, давление в системе не превышает допустимые показатели накопителя и температура теплоносителя, подающегося из котла, не превышает допустимых значений для контура отопления. Если первые два требования не соблюдаются, при подключении в систему необходимо воспользоваться дополнительными внешними теплообменниками. В последнем случае следует установить смесительные узлы с трехходовыми кранами.
• Буферная емкость с внутренним теплообменником – одним или несколькими. Теплообменник представляет собой спиральную трубу из меди или нержавейки. В таком накопителе теплоноситель перемешивается. Змеевик, расположенный в нижней части, нагревает теплоноситель, горячая вода устремляется вверх как менее плотная. Наверху расположен другой змеевик, который забирает энергию и выводит ее на контуры отопления. Прибор такого типа оптимален при использовании разных типов теплоносителей, при высоком давлении и температуре теплоносителя, подключении нескольких генераторов тепла.
• Резервуар с проточным контуром горячего водоснабжения. Теплообменник по большей части расположен вверху бака. Он должен быть выполнен из металла, отвечающего нормативам пищевого водопотребления. Контуры подключаются напрямую. Такая система предпочтительна при равномерном расходе горячей воды.
• Теплоаккумулятор с внутренним бойлером. В накопительной емкости сохраняется нагретая вода для бытового потребления. Такой тип аккумулятора, накапливающего тепло, можно без проблем встроить в открытую и закрытую системы отопления, оснащенные твердотопливными, электрическими котлами и солнечными коллекторами. Особенно актуальны буферные емкости этого типа при использовании электрокотлов, когда теплоноситель нагревается ночью, а вода расходуется днем. Бойлера на 150 л вполне достаточно для суточного потребления воды среднестатистической семьей.

Проточный теплоаккумулятор С бойлером С теплообменником

Выходных патрубков у теплового аккумулятора, предназначенного для системы отопления, несколько, и они расположены вдоль бака по вертикали, так как имеет место температурный градиент по высоте. Это сделано для того, чтобы можно было подключать контуры с разными требованиями к температуре теплоносителя, снижать нагрузку на регуляторы температуры. В результате тепловая энергия используется максимально эффективно.

В системе с трехходовыми клапанами возможна более точная регулировка температуры

Другие типы систем:

1. Простейшая схема обвязки, ограничивающая возможности регулировки. Горячая вода поднимается вверх и забирается из верхней точки, после остывания опускается и снова поступает в котел. Используется в том случае, если давление и температура в генераторе тепла и контурах отопления одинаковы. Температура регулируется только методом увеличения/уменьшения потока теплоносителя.
2. В системе присутствуют узлы смешивания, байпасы, поэтому возможна более точная регулировка по температуре теплоносителя. Эффективность оборудования достигается благодаря установке, например трехходовых клапанов.
3. В систему включен дополнительный бак, благодаря чему небольшой объем горячей воды доступен непосредственно после запуска котла. Потребителю не приходится ждать, когда система разогреется полностью, но запас воды не велик, а нагревается система медленнее, чем классическая.
4. Внутри буферной емкости имеется один змеевик, через него проходит тепловая энергия от источника, а уже от змеевика нагревается теплоноситель в тепловом накопителе. В системе этого типа применяют разные теплоносители. Можно выбирать такие, которые нельзя смешивать из-за несовместимости химических характеристик. Через змеевик можно запитать отопление или ГВС, либо по этому кругу будет циркулировать теплоноситель от источника.
5. В системе установлен дополнительный внешний теплообменник. Он позволяет поддерживать нужную температуру в аккумуляторе.
6. Система с проточным контуром горячего водоснабжения. Она оптимальна, если горячая вода используется равномерно. В противном случае рекомендуется приобрести энергоаккумулятор со встроенным бойлером.
7. Система с одним змеевиком и подключением к альтернативному источнику энергии, например, солнечному коллектору. Называется бивалентной. Подключение осуществляется таким образом, что коллектор играет ведущую роль в нагреве системы, а котел подключается, когда тепловой энергии недостаточно.
8. Мультивалентная система, где основной нагрев осуществляют низкотемпературные источники, например солнечный коллектор и геотермальный тепловой насос. Они подключаются в нижней части теплового аккумулятора. В качестве вспомогательного источника тепловой энергии применяется высокотемпературный котел.

При наличии различных контуров отопления и источников тепловой энергии формируется сложная разветвленная система со множеством дополнительного регулировочного оборудования, датчиков, групп безопасности. Ее проектировку рекомендуется доверить профессионалам, так как потребуются высокоточные расчеты.

Обвязка аккумулятора для тепла

Емкость должна быть хорошо утеплена. Если это покупной теплоаккумулятор, нужно оценить толщину и качество внешней изоляции. Чем лучше и толще теплоизолятор, тем дольше будет сохраняться тепло. Благодаря особой структуре теплоизолятора теплоаккумулятор работает как термос. Толщина теплоизоляции в качественных моделях составляет около 10 см. Она закрывает окрашенный термостойкой краской корпус. Поверх теплоизоляции идет слой кожзаменителя. Самостоятельно утепление выполняется по той же схеме. Сначала бак красят краской, стойкой к высокой температуре, затем утепляют базальтовой ватой толщиной не менее 150 мм, а сверху закрывают фольгой.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Схема обвязки твердотопливного котла отопления с теплоаккумулятором

Сколько мастеров, столько и головной боли от них. Или они настолько умные, что дороже кажутся, либо не совсем понимают, что нам устанавливают, но за работу берутся сразу.  Итак, что же всё-таки делать? А просто хот немного разобраться в подключении.

Очень часто при монтаже отопления с котлом на твердом топливе поступают просто: подсоединили подачу и обратку, добавили расширительный бак и по возможности установили циркуляционный насос. Но такое подключение твердотопливного котла имеет свои недостатки.

Схемма прямого подключения через байпас:

— При работе на максимальных температурах котел не может сразу прекратить горение топлива, даже если и закрыть все заслонки или отключить вентилятор надува, так как обладает большой инерционностью. В итоге можем получить закипание котла либо рост давления, что может привести к разгерметизации котла.

— При большом контуре отопления температура в обратке часто опускается до 30 градусов, что приводит к появлению конденсата и уменьшению срока работы котла. Метал начинает коррозировать.

— При относительно тёплой погоде (+5°С, +10°С), в доме поднимается комнатная температура до состояния «жарко», потому что подача от котла держится в оптимальном режиме +60°С. Уменьшить температуру в котле не рекомендуется, во избежание конденсации. И как быть?

— Высокие температуры теплоносителя в системах из полипропиленовых труб приводят к значительному расширению самих труб, они «плывут», провисают и выскакивают из креплений.

Схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью.

При подключении теплоаккумулятора мы имеем ряд преимуществ:

— Теплоаккумулятор – первично безопасность и защита котлов и системы отопления от перегревов и закипаний.

— Малый круг работы твердотопливного котла с теплоаккумулятором обеспечивает быстрый нагрев самого теплоаккумулятора,горячая вода от котла через верхний патрубок заполняет ёмкость, выдавливает холодный теплоноситель через нижний патрубок к котлу.

— Большой круг обеспечивает доставку тепла к радиаторам, пока не нагреет помещение до заданной температуры.

— Для более точного контроля температуры воздуха при отоплении дома можно использовать комнатный термостат , совместно со смесительным клапаном. Можно устанавливать комфортную температуру и в радиаторах, и в помещении.

-Преимущества теплоаккумулятора заключаются в возможности собрать избыточное тепло, при работе котла на твердом топливе, и дальнейшем рациональном его использовании, что помогает сгладить температурные нагрузки, сэкономить топливо и продлить время работы системы отопления

— Твердотопливные котлы с буферной емкостью работают в форсажном режиме, то есть максимально полно высвобождают энергию из топлива. Рост КПД котлов при этом, доходит до заводских заявленных значений.

Режим тления-поддержки для всех котлов на твёрдом топливе – это самое неэффективное использование топлива и КПД котлов падает до 45%.  Суммарно, теплоаккумуляторы позволяют получить экономию в топливе до 25%, в сравнении с котлами, подключенными без них, напрямую в систему отопления.

Стоит уделить вниманию одной особенности: будь то система отопления новая малолитражная либо с большим объёмом воды, принудительная или самотёчная старая, обвязка котёл-теплоаккумулятор выполняется только с возможностью самоциркуляции теплоносителя, при этом насос циркуляции (если он есть) подключается через байпас. Мы должны быть уверены, что несанкционированное отключение питания на насос не создаст аварийной ситуации.

Пример неправильной обвязки котла:

Мы говорим не только об экономии и высоких КПД. Первостепенно – это должно быть безопасно и грамотно.

 

Видео обвязки котла с теплоаккумулятором:

Видео обвязка котла на твердом топливе

Схемы подключения и обвязка твердотопливного котла отопления — Блог компании

Система отопления, кроме твердотопливного котла, содержит в себе еще много различных отопительных устройств элементов. Правильно подключить и настроить все устройства данной системы задача не простая. В этой статье мы разберем различные схемы подключения , взвесим преимущества и недостатки, а также различные нюансы и тонкости.

Надеемся, данная статья поможет Вам безопасно и эффективно сделать обвязка твердотопливного котла. Данную обвязка Вы сможете сделать своими руками, но наша компания рекомендует для установки и обвязка твердотопливного котла выполнялась опытными специалистами, которые имеют большой опыт в установке теплотехнического оборудования, потому неправильно выполнена обвязка котла понесет за собой не эффективную и не правильную работу всей системы отопления. Рассмотрим принцип действия и схемы подключения твердотопливных котлов.

Особенности работы котла на твердом топливе

данная отопительная система производит тепло за счет сжигания твердого топлива (древесина, уголь, торф, пеллеты). Отличается своими особенностями, которые непосредственно влияют на ее эфективность и безопасность:

Инерционность. Твердотопливный котел невозможно остановить сразу. После прекращения подачи кислорода система продолжает работу до тех пор, пока не закончится воздух в середине топки, или пока топливо не сгорит. Это может привести к перегреву теплоносителя и образованию большого количества пара. Как следствие-разрушение котла или системы отопления.

Конденсат. Появляется когда котел подключен напрямую, через аккумулятивную емкость по которой теплоноситель проходит невысокой температуры. Это все приводит к коррозии, неправильной работе, а также образованию сажи в твердотопливном котле.

Чтобы исключить выше перечисленные проблемы, следует правильно организовать обвязка котла с обов’обязательными элементами. Рассмотрим более подробно, для чего нужна правильная обвязка твердотопливного котла, а также основные схемы установки.

Обвязка твердотопливного котла. Назначение и элементы

Самое главное назначение обвязка – это обезопасить эффективное, безопасную и экономичную работу котла.

• защищать оборудование от перегрева, резких перепадов давления, поддержка заданной температуры
• контроль температуры котла, подачи кислорода в топку, отвода избыточной жидкости и пара, контроль количества теплоносителя.
• удаление воздуха из системы
• распределительная функция-распределение теплоносителя между всеми отопительными контурами в доме

Элементы обвязки твердотопливного котла и их правильный монтаж будут отображаться на отличной и безопасной работе Вашего отопительного оборудования.

К числу основных элементов относятся:

Открытый тип с естественной циркуляцией теплоносителя

Самая простая обвязка с минимальным количеством устройств и полной независимостью от электроэнергии. Поток теплоносителя по системе проходит естественным образом из-за общего расположения трубопроводов под небольшим наклоном. Котел устанавливается ниже уровня радиаторов с минимальным количеством запорных и регулировочных элементов.

Такая схема эффективная для маленького дома с небольшим количеством потребителей тепловой энергии. Расширительный бак открытого типа устанавливается как можно выше, например на чердаке. При этом температуру теплоносителя откорректировать невозможно. А через открытый расширительный бак, часто попадает воздух, который воздействует на внутреннюю поверхность трубопроводов.

Закрытый тип с естественной циркуляцией

Также довольно простая схема обвязка с малым количеством потребителей. По схеме очень похожа на открытый тип. Отличие включением закрытого расширительного бака с мембранной, который устанавливается на обратном трубопроводе.

расширительный бак должен быть 10% от общего объема теплоносителя в системе. Есть несколько важных моментов при обвязка котла трубопроводами из полипропилена. Труба от твердотопливного котла до группы безопасности должна быть из металла. Также участок обратного трубопровода с установленным трехходовым клапаном должен быть из металла.

Закрытый тип с принудительной циркуляцией

Круговорот теплоносителя осуществляется с помощью насоса. Это позволяет решить проблему низкой температуры на обратном трубопроводе, путем добавления в него горячей воды из линии подачи с помощью трехходового клапана. Также достигаются более комфортные условия отопление, благодаря возможности регулирования температуры отопительными устройствами. Однако есть и минусы:

При отсутствии питания, циркуляционный насос не будет выполнять свою функцию, а значит движение теплоносителя прекратится и это может привести к перегреву. Для решения данной проблемы необходимо включить в схему подключения буферный бак (теплоаккумулятор) или установить аккумуляторную батарею и блок бесперебойного питания.

Подключение через гидравлическую стрелку

Гидравлическая стрелка необходима для балансировки системы отопления. Она предотвратить котлу возможных тепловых ударов. Также гидрострелка, обеспечивает вашу систему отопления от повреждений при автоматическом отключении контуров.

Гидравлический выравниватель работает по принципу гребенки и в случае багатоконтурних систем отопления, распределяет равномерную подачу горячей воды в систему отопления, чтобы выровнять давление при неодинаковых затратах в основном контуре котла. Гидрострелка также выполняет роль как отстойника и собирает Различный шлам, накипь и грязь, за счет этого продолжает работу котла, так и системы отопления в целом.

Подключение в систему бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева дает возможность получать горячую воду, которая используется в быту. Данный бойлер сам по себе не нагревает воду, а берет энергию от твердотопливного котла. Нагрев воды для водопровода происходит от воды из отопления. При этом теплоносители между собой не смешиваются. Поэтому при выборе типа системы и ее комплектации будет меняться и схема подключения с учетом каждого из источников тепла и его потребителей.

Обвязка твердотопливного и электрического (газового) котла

Данная обвязка актуально и пользуется спросом у жителей загородных домов. Она дает возможность организовать круглосуточный комфорт в доме, включая в общую обвязку несколько источников обогрева. Как правило, устанавливается пара из газового или электрического котла и твердотопливного котла.

Схема обвязка газового и электрического устройства с дров’деревянным одинакова, довольно проста, потому что использует теплоаккумулятор одновременно как гидравлическую стрелку. Это позволяет снабжать теплом эффективно сразу большое количество отопительных контуров (радиаторы, теплый пол, бойлер, полотенцесушитель, и т.д.). При этом тепло газового или электрического котла и традиционного твердотопливного заряжают буферный бак, а затем уже потребляют тепловой энергией конечные точки обогрева.

Существует также другой метод совместного подключения газового (электрического) котла и твердотопливного без использования буферного бака. Здесь главным источником выступает твердотопливный котел, а газовый вспомогательный. Принцип действия таков: после сгорания твердого топлива, температура воздуха уменьшается. Это фиксирует установленный в комнате датчик и сразу запускает газовый котел. Остывающий главный котел отключается автоматически . Газовый работает до тех пор, пока котел не начнет работать с последующей загрузкой топлива. Теперь уже все в обратном порядке, датчик комнатной температуры отключает газовое устройство нагрева.

Обвязка системы отопления с теплоакумулятором

При использовании буферной ємности во время работы твердотопливного котла, горячая вода поступает в теплоаккумулятор. Аккумулятивная емкость накапливает избыточную тепловую энергию а затем отдает ее в систему отопления и отопительным устройствам. После этого как твердотопливный котел завершил сжигание топлива, система отопления будет потребляться горячей водой из аккумулятивного бака. Теплоаккумулятор будет поддерживать систему до того момента пока Вы не загрузите в котел топлива. За счет этого вы будете экономить топливо для котла, а также ваши средства. Буферная емкость защищает систему отопления от перегрева, за счет отбора избыточного тепла на себя, а также работает как гидравлический выравниватель, стабилизирует давление в системе.

Некоторые монтажники говорят что теплоаккумулятор не нужен для пеллетного котла, Мы как производители пеллетных котлов и буферных емкостей рекомендуем обязательно монтировать данную емкость в систему за счет таких особенностей:

Значительная экономия энергоресурсов до 30%.

Защита от перегрева системы отопления за счет буферного объема теплоносителя.

Дает возможность работать котлу на максимальной мощности на постоянной основе, это в свою очередь увеличивает срок эксплуатации котла, уменьшение образования конденсата, а также способствует полному сгоранию топлива, а это снижает количество вредных выбросов, то есть уменьшается период его очистки.

Завершение

Каждая из рассмотренных нами схем имеет свои плюсы и минусы. Например, гравитационная обвязка проста и не требует высоких затрат, однако обеспечивает недостаточный тепловой комфорт и опасные условия функционирования твердотопливного котла. В настоящее время схема с принудительной циркуляцией теплоносителя нуждается в дополнительном оборудовании но обеспечивает высокий тепловой комфорт и управления отопительными контурами, а также является более безопаснойчем открытая система отопления. Оценив все преимущества и недостатки каждой из схем, наша компания надеется, что вы сможете выбрать наиболее подходящую и надежную схему именно для вашего случая.

Рекомендуем посмотреть твердотопливные котлы от производителя

Простое подключение буферной емкости и эл котла по ночному тарифу

Схем обвязки теплоаккумулятора и эл котла для реализации ночного тарифа существует множество. У всех есть свои достоинства и свои недостатки. Причем от последних не избавлена ни одна. Обычно это, или слишком сложная по гидравлике схема с использованием, большого количества оборудования, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение стоимости, или схемы попроще, но не умеющие исключать буферную емкость из работы, когда работать она не должна. Такие простые схемы не позволяют быстро переключаться с работы на теплоаккумуляторе, на прямую работу с системой отопления. Ниже я привожу мои рассуждения о том, как должна выглядеть подобная обвязка. В ней я попробовал предложить, как простоту схемы и ее относительно невысокую стоимость, так и функционал и простоту управления. Всем, кто примет участие в обсуждении и внесет предложения по улучшению этой схемы, моя особая благодарность. В любом случае это будет интересно всем.

Итак!

Начнем с объема теплоаккумулятора

Предположим, что мы хотим запасать тепло на весь период действия дневного тарифа, чтобы совсем не включать наш электрокотел днем. Допустим, что теплопотери нашего, хорошо утепленного дома, составляют 6 квт при самой холодной пятидневке (-28 для Москвы. Для других регионов и домов потребуются свои расчеты) это дом площадью до 150-170 кв.м. Тогда, за период действия дневного тарифа 16 часов нам понадобится 16*6=96 кВт.ч энергии.

Для того чтобы мы могли запасти такое количество энергии нам потребуется буферная емкость объемом 2200-2400 литров.

Берем дельту 40 градусов (80°С максимальная температура котла и 40°С минимальная температура, подаваемая с систему отопления)

Теплоемкость воды 4,19Дж/гр.град

Коэффициент пересчета джоулей в ваттчасы 0,278

2200*4,19*40*0,278=102,5кВт.ч. сможем запасти в объеме 2200 литров.

Из этого числа вычтем неравномерный прогрев теплоаккумулятора по высоте 5% 102- 5%= 97

Итого получаем 97 киловатт часов энергии. Ровно столько сколько нам нужно

Ну а дальше все просто. Общая мощность нагревателя для загрузки буферной емкости 96кВт.ч /8 часов ночного тарифа получаем 12 кВт плюс к этому 6 кВт на сквозное отопление дома в ночное время. Итого 12+6=18кВт.

Откуда нам лучше взять такую мощность? Напрашивается ответ «конечно от электрокотла»! Не спешите. Загрузка буферной емкости — это операция одного режима! Что это значит? Это значит, что нам не нужны никакие функции, имеющиеся в электрокотле, за которые мы должны платить деньги. Зарядка теплоаккумулятора всегда производится на максимально возможной мощности и температуре, чтобы успеть зарядить ее, не выходя за временные рамки ночного тарифа. С этой задачей успешно справляются обычные тэны. Мы можем использовать один тэн мощностью 18 квт, или, что дешевле и проще три тэна по 6кВт смонтированных непосредственно в буферную емкость, благо резьбы для подключения в буферной емкости присутствуют, обычно, в избытке.

Далее. Нам потребуется циркуляция теплоносителя внутри буферной емкости для того, чтобы мы не получили прогрев только верхней ее части. Поэтому на стороне загрузки устанавливаем насос.

Со стороны системы отопления (СО) устанавливаем трехходовой смесительный клапан, управляемый термостатически или через контроллер погодозависимой автоматики (ПЗА). Трехходовой клапан, отсекающий буферную емкость, в периоды, когда она не нужна и электрокотел.

Электрокотел (самый простой или опять же тэн, смонтированный в гильзе) для компенсации недостатка запасенного тепла, если окажется, что его не хватило на время действия дневного тарифа. Отдельный электрокотел нужен для того чтобы не заряжать днем попутно и буферную емкость.

Как все это управляется:

Насос загрузки и три тэна получают разрешение на работу от таймера, настроенного на ночной тариф (23ч- 7ч), и от термостата полной загрузки емкости (установлен в нижней части и настроен в зависимости от высоты установки на температуру от 60 до 70 градусов)

Насос системы отопления работает всегда.

Отсечной клапан перекрывает циркуляцию через буферную емкость по команде термостата при снижении температуры в верхней части (раздающей) ниже 40 градусов. После перекрытия циркуляция осуществляется по малому кругу.

Этот же термостат дает разрешение электрокотлу на стороне системы отопления на включение, но это не значит, что котел начинает работу по команде этого термостата. По его команде только перекрывается циркуляция через теплоаккумулятор и дается разрешение на включение электрокотла. Но включится он только по команде комнатного термостата, фиксирующего снижение температуры в отсутствии подачи тепла от буферной емкости.

Все просто. На схеме показано релейное управление, при желании этой задачей можно нагрузить какой-нибудь самодельный контроллер на базе недорого решения, например, от Ардуино.

Что такое всасывающий аккумулятор

Всасывающие аккумуляторы

Накопитель на всасывании используется для предотвращения обратного потока жидкого хладагента в компрессор. Компрессор предназначен для перемещения парообразного хладагента, а НЕ жидкого хладагента, и аккумулятор действительно может помочь нам выиграть эту битву.

Аккумуляторы

обычно используются в тепловых насосах, транспортных системах охлаждения. Низкотемпературные системы супермаркетов и любое место, где жидкий хладагент может попасть обратно в компрессор.

Аккумулятор устанавливается на всасывающей линии рядом с компрессором.

Обычно это вертикальный контейнер с верхними соединениями. Внутренняя U-образная трубка, идущая вниз около дна, установлена ​​на выпускном патрубке гидроаккумулятора, так что впускная трубка находится рядом с верхом контейнера. Это позволяет аккумулятору быть почти полным до того, как может произойти обратное наводнение, если аккумулятор настроен правильно.

В U-образной трубе просверливается небольшое отверстие рядом с ее самой нижней точкой.Это отверстие позволяет контролировать расход любого жидкого хладагента или масла обратно в компрессор с помощью сифона. Это отверстие обычно закрывается экраном, чтобы отверстие не забивалось и не возвращалось масло. Аккумуляторы необходимо содержать в чистоте и в них не должно быть мусора, иначе этот экран в нижней части U-образного изгиба также может потенциально заблокировать, поэтому аккумулятор следует опорожнять и промывать, когда в системе происходит значительное выгорание или другой тип загрязнения.

Для наилучшей работы иногда рекомендуется установить на резервуаре источник тепла, чтобы способствовать испарению жидкого хладагента.Это может быть электрическая тепловая лента или прокладка. У некоторых гидроаккумуляторов есть соединения, так что контур жидкостной линии может быть проложен в нижней части гидроаккумулятора. Это улучшает производительность системы за счет переохлаждения жидкого хладагента и защищает компрессор от закупорки жидкости, обеспечивая дополнительный перегрев всасываемого газа.

— Луи Моленда

Связанные

Паровые аккумуляторы | Спиракс Сарко

Расчет пароаккумулятора

Паровой аккумулятор в паровой системе дает увеличенную емкость.Правильная конструкция парового аккумулятора обеспечивает любой расход. Нет теоретических ограничений на размер парового аккумулятора, но, конечно, практические соображения будут накладывать ограничения.

На практике объем пароаккумулятора основан на накоплении, необходимом для удовлетворения пикового спроса, с допустимым перепадом давления, при одновременной подаче чистого сухого пара с подходящей скоростью выпуска пара с поверхности воды. Пример 3.22.2, приведенный ниже, используется для расчета потенциальной паропроизводительности горизонтального парового аккумулятора.

Пример 3.22.2

Котел:

Максимальная продолжительная мощность = 5000 кг / ч

Нормальное рабочее давление = 10 бар изб. (Hf = 781 кДж / кг, из паровых таблиц)

Дифференциал переключения горелки = 1 бар (0,5 бар в каждую сторону от 10 бар изб.)

Заводские требования:

Максимальная мгновенная перегрузка = 12000 кг / ч

Давление распределения = 5 бар изб.

Хотя максимальная мгновенная перегрузка составляет 12 000 кг / ч, для определения размера аккумулятора следует использовать среднее значение перегрузки.

Это предотвращает ненужный завышение размера аккумулятора. Точно так же необходимо определить и использовать среднюю «непиковую» нагрузку при расчете размеров. Непиковая нагрузка — это любая нагрузка ниже MCR котла.

Определение среднего значения перегрузки и непиковой нагрузки

Есть три возможных метода определения средних нагрузок для существующей котельной:

1. Предположительно, исходя из опыта.
2. Для исследования существующих диаграмм паропроизводительности котла, чтобы установить средние нагрузки и периоды времени, в течение которых они возникают.
3. Чтобы запрограммировать компьютер паромера для интегрирования паровой нагрузки в периоды перегрузки и непиковой нагрузки.

Способ 1 мог оказаться довольно безрассудным, если бы дорогой аккумулятор оказался слишком маленьким.

Однако, если котельная все еще находится на стадии проектирования, обоснованное предположение будет единственным вариантом. Знание проектировщика установки должно позволить дать разумную оценку максимальной нагрузки установки, разнообразия нагрузок и времени, в течение которого они возникают.

Метод 2 довольно прост в использовании и должен давать достаточно точный результат.

Метод 3 обеспечит наиболее точные результаты, а стоимость счетчика пара невелика по сравнению с общей стоимостью проекта гидроаккумулятора.

Следующая процедура показывает, как определить среднюю паровую нагрузку на основе существующей диаграммы, записывающей характер нагрузки. Процедура построена на рисунке 3.22.4, на котором показана схема потока для примера 3.22.2.

Из рисунка 3.22.4 видно, что непиковые нагрузки были разделены на следующие средние нагрузки и периоды времени. Из этих данных можно определить среднюю избыточную нагрузку для каждого периода непиковой нагрузки.

Средний избыточный поток рассчитывается следующим образом:

1-я непиковая нагрузка

2-я непиковая нагрузка

Аналогичное упражнение выполняется для периодов перегрузки, показанных на Рисунке 3.22.4.

1-я перегрузка

2-я перегрузка

Необходимо выбрать расчетное давление гидроаккумулятора, и обычно выбирают давление на 1 бар выше, чем давление распределения.Это дает разумную паропроизводительность мгновенного испарения без чрезмерного увеличения номинального давления ниже по потоку.

В этом примере давление распределения составляет 5 бар изб., Поэтому расчетное давление в гидроаккумуляторе изначально можно принять равным 6 бар изб. (Примечание: масса воды берется при рабочем давлении котла).

На основании этой информации теперь можно определить размер аккумулятора.

Паровой аккумулятор:

Обратите внимание, что эти 2 797 кг пара мгновенного испарения будут выпущены за время, необходимое для падения давления.Если это был час, скорость пропаривания составляет 2 797 кг / ч; если бы это было более 30 минут, то скорость пропаривания была бы:

Если паровой аккумулятор подключен к котлу мощностью 5000 кг / ч и обеспечивает средний спрос в пределах своей мощности, комбинированные выходы котла и аккумулятора могут соответствовать средним условиям перегрузки 5 594 + 5 000 = 10 594 кг / ч. в течение 30 минут. Альтернативой является дополнительная комбинация котлов, способных производить 10 594 кг / ч в течение 30 минут с ранее отмеченными ограничениями.

Теперь можно проверить размер аккумулятора.

Цифры, использованные в примере 3.22.2, используются ниже для облегчения проверки.

Котел

Максимальная продолжительная мощность = 5000 кг / ч

Нормальное рабочее давление = 10 бар изб.

Заводские требования

Наибольшая средняя перегрузка = 10 300 кг / ч в течение 30 минут каждые 95 минут

Давление = 5 бар изб.

Требуемый запас пара = 10 300 кг / ч — 5 000 кг / ч пара, подаваемого котлом

Требуемый запас пара = 5300 кг / ч

Однако пар требуется только в течение 30 минут каждый час, поэтому необходимое накопление пара должно составлять:

Количество воды, необходимое для выпуска 2 650 кг пара, зависит от доли пара мгновенного испарения, выделяемого из-за падения давления.

Это соответствует критерию наличия достаточного количества воды для производства необходимого количества пара мгновенного испарения. Видно, что емкость хранения 2 797 кг больше, чем требуется для хранения 2 650 кг пара.

Если паровой аккумулятор будет заряжаться котлом под давлением 10 бар изб. И выпускаться под давлением 6 бар изб. В установку, то долю пара мгновенного испарения можно рассчитать следующим образом:

Емкость судна больше 87,9 м³, поэтому судно удовлетворяет этому критерию.

Используя размеры емкости, указанные ранее, площадь водной поверхности составляет приблизительно 20,53 м² при полной загрузке, что составляет 90% емкости емкости.

Максимальная скорость пропаривания из гидроаккумулятора составляет 5300 кг / ч, следовательно:

Эмпирические испытания показывают, что скорость, с которой сухой пар может выделяться с поверхности воды, является функцией давления. Рабочее приближение предполагает:

Максимальная скорость выпуска без уноса пара (кг / м² ч) = 220 x давление (бар абс.)

Паровой аккумулятор в Примере 3.22.2 работает при 6 бар изб. (7 бар абс.). Максимальная скорость выпуска без уноса пара составит:

.

220 x 7 бар a = 1 540 кг / м² ч

Это показано графически на Рисунке 3.22.5.

Пример при 258 кг / м² ч значительно ниже максимального значения, и можно ожидать сухого пара. Если бы скорость выброса пара была слишком высокой, необходимо было бы рассмотреть разные диаметры и длины, дающие одинаковый объем емкости.

Следует подчеркнуть, что это всего лишь указание, и детали конструкции всегда должны быть переданы специализированным производителям.

ГЛАВА 16: Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Гидропневматические аккумуляторы

Гидроаккумуляторы

Аккумуляторы позволяют хранить полезные объемы практически несжимаемой гидравлической жидкости под давлением. Символы и упрощенные разрезы на Рисунке 16-1 показывают несколько типов аккумуляторов, используемых в промышленных приложениях. Они не являются полными представлениями, но они иллюстрируют общие принципы работы.

Контейнер емкостью 5 галлонов, полностью заполненный гидравлическим маслом при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм, будет выпускать только несколько кубических дюймов жидкости, прежде чем давление упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм. Если бы тот же самый контейнер был заполнен наполовину маслом, а наполовину азотом, он мог бы выпустить более 1 1/2 галлона жидкости, в то время как давление упало бы только на 1000 фунтов на квадратный дюйм. В этом большое преимущество гидропневматических аккумуляторов.

Типы аккумуляторов

Без сепаратора : Некоторые оригинальные гидроаккумуляторы представляли собой емкости высокого давления со смотровым окном, показывающим уровень жидкости.Они были заполнены примерно наполовину маслом и наполовину азотом — без разделительного барьера между ними. Перед остановкой насоса запорный клапан на выпускном отверстии аккумулятора был закрыт, чтобы предотвратить утечку жидкости и газа. Этот тип аккумуляторов сегодня не используется в новых схемах, но многие из них все еще находятся в эксплуатации.

Баллон с газом : Многие аккумуляторы теперь используют резиновый баллон для разделения газа и жидкости. Тарельчатый клапан в выпускном отверстии предотвращает выдавливание баллона при выключенном насосе.Первоначальный дизайн был в стиле ремонта днища, показанном слева на Рисунке 16-1. Его по-прежнему предлагают большинство производителей. Теперь доступен вид ремонта сверху, который делает замену мочевого пузыря простой и быстрой.

Поршень с газовым наддувом : Поршневой аккумулятор с газом имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями для разделения жидкости и газа. Он работает и работает аналогично баллонному типу, но имеет некоторые преимущества в определенных областях применения. Поршневой аккумулятор с газовым зарядом может стоить вдвое дороже, чем баллонный аккумулятор такого же размера.

Подпружиненный поршень : Подпружиненный поршневой аккумулятор идентичен газонагнетательному агрегату, за исключением того, что пружина прижимает поршень к жидкости. Его главное преимущество — отсутствие утечки газа. Основным недостатком является то, что такая конструкция не подходит для высокого давления и большого объема.

Вес с нагрузкой : Все газовые аккумуляторы теряют давление из-за выхода жидкости. Это связано с тем, что газообразный азот был сжат поступающей из насоса жидкостью, и газ должен расширяться, чтобы вытолкнуть жидкость наружу.Нагруженный вес гидроаккумулятор, показанный на Рисунке 16-1, не теряет давление, пока гидроцилиндр не опустится до дна. Таким образом, 100% жидкости используется при полном давлении в системе. Основным недостатком весовых аккумуляторов является их физический размер. Они занимают много места и очень тяжелые, если требуется большой объем. Они хорошо работают в центральных гидравлических системах, потому что обычно для них есть место в зоне силового агрегата. Однако центральные гидравлические системы перестают быть популярными, поэтому лишь на некоторых предприятиях используются весовые аккумуляторы.(Прокатные станы — это одно из приложений, где место для размещения больших предметов не является проблемой.) Обратите внимание, что часто требуется долгое время, чтобы заполнить этих монстров.

Мембранные аккумуляторы : Существуют также мембранные аккумуляторы с упругими или металлическими диафрагмами. Они используются там, где хранимый объем небольшой.

Рис. 16-1. Виды поперечного сечения и обозначения гидроаккумуляторов

Почему используются аккумуляторы?

Для увеличения потока насоса: Чаще всего аккумуляторы используются для увеличения потока насоса.Некоторым контурам требуется большой объемный поток на короткое время, а затем в течение длительного периода используется мало жидкости или вообще не используется. Вообще говоря, когда половина или более машинного цикла не использует поток насоса, приложение является вероятным кандидатом для схемы аккумулятора.

Схема на рисунке 16-2 использует несколько аккумуляторов для пополнения потока насоса, поскольку время задержки составляет 45 секунд из 57,5-секундного времени цикла. Насос фиксированного объема на 22 галлона в минуту в этом контуре работает под давлением в течение большей части цикла, чтобы заполнить цилиндр и гидроаккумуляторы.Без аккумуляторов для этой схемы потребовался бы насос на 100 галлонов в минуту, приводимый в движение двигателем мощностью 125 л.с. Первоначальная стоимость меньшего насоса и двигателя плюс аккумуляторы очень близка к стоимости более крупного насоса и двигателя. Однако экономия энергии в течение всего срока службы машины делает изображенную схему намного более экономичной.

Рис. 16-2. Контур аккумулятора, который дополняет поток насоса

Одним из недостатков использования аккумуляторов для дополнения потока насоса является то, что контур должен работать при более высоком давлении, чем необходимо для выполнения работы.В схеме на Рисунке 16-2 для выполнения работы необходимо давление не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что гидроаккумуляторы должны быть заполнены до более высокого давления, чтобы они могли подавать дополнительную жидкость без падения давления ниже минимального. В этом контуре используется максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы накапливать достаточно жидкости для цикла цилиндра в отведенное время и при этом сохранять достаточную силу для выполнения работы. Регулирование потока в контуре необходимо, чтобы цилиндр не вращался слишком быстро. Аккумулятор нагнетает жидкость с любой скоростью, с которой трубопровод может справиться, при любом перепаде давления при открытии пути потока.

В схеме на Рисунке 16-2 используется насос фиксированного объема и клапан разгрузки и сброса гидроаккумулятора. Клапан направляет поток насоса к гидроаккумуляторам, когда давление падает примерно на 15% ниже максимального установленного давления. При установленном давлении открывается разгрузочный клапан, и весь поток насоса переходит в резервуар при падении давления от 25 до 50 фунтов на квадратный дюйм. Когда насос работает в байпасном режиме, обратный клапан предотвращает разгрузку гидроаккумуляторов в резервуар. Разгрузочный клапан (который представляет собой обратный клапан с высоким коэффициентом заполнения) удерживается закрытым давлением холостого хода насоса до тех пор, пока насос не отключится.

Для поддержания давления: Еще одно распространенное применение гидроаккумуляторов — поддержание давления в контуре, пока насос не нагружен. Это особенно полезно при использовании насосов фиксированного объема в длительных циклах выдержки. Схема пресса для ламинирования на Рисунке 16-3 зажимает материал и удерживает его с усилием от одной до пяти минут. Если бы насос протекал через предохранительный клапан под высоким давлением в течение этого времени, выделялось бы много тепла, тратя энергию. С насосом с компенсацией давления потери энергии будут меньше, но система все равно может перегреться за короткое время.

Рис. 16-3. Использование гидроаккумулятора для поддержания давления и / или компенсации утечки

Добавление гидроаккумулятора, регулятора потока и реле давления к контуру насоса фиксированного объема позволяет насосу разгружаться, когда давление равно или превышает минимальную настройку реле давления. Если утечка в клапане или уплотнениях цилиндра позволяет давлению упасть примерно на 5%, реле давления переключает гидрораспределитель, чтобы создать давление на торец крышки цилиндра и восстановить давление до максимума. Единственный раз, когда насос нагружается, — это когда требуется жидкость.Эта схема будет непрерывно ламинировать детали и не требует теплообменника. Регулятор расхода должен быть установлен на пониженную скорость, чтобы гидроаккумулятор не опорожнялся слишком быстро, когда гидрораспределитель перемещается для втягивания плиты. Поток для компенсации утечки незначительный и не требует высокой скорости.

Разгрузочный клапан гидроаккумулятора на Рисунке 16-3 представляет собой запирающий обратный клапан с большим передаточным числом, который удерживается закрытым из-за низкого давления, когда насос разгружен. Он открывается для разряда любой накопленной энергии при выключении насоса.

Для поглощения удара: Быстро движущиеся гидравлические контуры могут создавать скачки давления, вызывающие сотрясение при резком прекращении потока. В таких подверженных ударам контурах можно установить гидроаккумуляторы, чтобы снизить разрушающее давление и всплески потока до приемлемого уровня или полностью их устранить. (Аккумуляторы могут справиться с другими проблемами скачков давления с помощью некоторых дополнительных клапанов для особых случаев.)

На рисунке 16-4 изображен аккумулятор, установленный для устранения скачков давления, вызванных внезапной блокировкой потока.Заправка азотом в этой установке должна быть на 5-10% выше рабочего давления. Это предотвращает попадание гидроаккумулятора в контур, кроме случаев скачков давления. Здесь лучше всего работает баллонный аккумулятор, поскольку он быстро реагирует на изменения давления. (Соблюдайте осторожность при применении аккумуляторов в ситуациях, связанных с ударами. Можно фактически усилить удар, а не уменьшить или устранить его.)

Рис. 16-4. Использование гидроаккумулятора для устранения ударов, вызванных внезапной остановкой потока

В качестве аварийного источника питания: Некоторым машинам с гидравлическим приводом всегда может потребоваться остановка в открытом положении, чтобы не повредить продукт или оборудование.Когда из-за сбоя питания гидравлический насос отключается и машина оказывается в каком-то положении, отличном от открытого, должен быть какой-то способ открыть ее. Резервный насос с приводом от двигателя может восполнить счет и в некоторых случаях может быть лучшим средством. Другой вариант — использовать аккумуляторы, которые заряжаются перед первым циклом и хранятся в таком состоянии до выключения машины. Накопленная энергия готова для перевода машины в открытое положение в случае сбоя питания.

Схема на Рисунке 16-5 управляет шиберной заслонкой бункера для отходов, которая открывается гидравлически, чтобы заполнить транспортную тележку.Схема расположена в удаленном месте, подверженном сбоям в электроснабжении, поэтому она предназначена для автоматического закрытия ворот в случае отключения электроэнергии.

Рис. 16-5. Использование аккумулятора в качестве аварийного источника питания

На принципиальной схеме показан цилиндр в состоянии покоя с работающим насосом. Когда агрегат запускается, соленоиды C и C2 на нормально открытых 2-ходовых распределителях находятся под напряжением. Они остаются под напряжением, пока включен насос. Первый поток насоса проходит через обратный клапан и заполняет аккумулятор достаточным количеством жидкости, чтобы выдвинуть цилиндр из любого открытого положения.При наличии электроэнергии ворота можно открывать и закрывать, чтобы сбросить отходы в ожидающий грузовик. Если грузовик заполняется и происходит сбой питания, насос останавливается и все соленоиды обесточиваются. В этот момент аккумулятор подсоединяется к концу крышки цилиндра, и жидкость в конце штока цилиндра имеет свободный путь к резервуару.

Обратите внимание на ручной слив, подключенный к линии между обратным клапаном и аккумулятором. Этот слив необходимо открыть перед работой с контуром. Табличка на машине предупреждает обслуживающий персонал о потенциальной опасности, если аккумулятор не слит.Аварийные источники питания — единственная аккумуляторная цепь, которая в большинстве случаев не может быть разряжена автоматически.

Меры предосторожности для аккумулятора

• Всегда используйте какой-либо способ слить воду из аккумулятора при выключении. (В конце этого раздела показано несколько способов автоматического слива аккумулятора. Кроме того, всегда есть старый резервный, ручной слив.) Никогда не работайте в цепи с аккумулятором, пока не убедитесь, что в нем нет давления.
• Убедитесь, что поток в гидроаккумуляторе ограничен разумной скоростью во время работы и выключите, чтобы избежать повреждения машины или трубопроводов.Аккумуляторы будут выпускать жидкость с любой скоростью, которую позволяет выходящий путь потока. Такой высокий поток длится недолго, но ущерб, который он наносит, наносится быстро.
• Всегда изолируйте насос от гидроаккумулятора с помощью обратного клапана, чтобы жидкость не могла протекать обратно в насос. Без обратного клапана обратный поток из гидроаккумулятора может двигать насос назад — и в некоторых случаях приводить к превышению скорости и разрушению.
• Проверяйте давление предварительной зарядки гидроаккумулятора при установке и не реже одного раза в день в течение первой недели работы.Если в течение этого времени заметной потери давления не наблюдается, сделайте следующую проверку через неделю. Если все в порядке, то после этого делайте плановую проверку каждые три-шесть месяцев. Когда предварительная зарядка аккумулятора падает ниже номинального давления, объем доступной жидкости уменьшается, и, наконец, цикл замедляется.

Один из способов проверить предварительную зарядку гидроаккумулятора — выключить насос, дать возможность гидроаккумулятору полностью слить масло обратно в бак, а затем подсоединить элементы зарядного комплекта, рисунок 16-6.Сначала снимите колпачок газового клапана и установите на газовый клапан манометр, шланг и тройниковую рукоятку. Затем поверните тройник внутрь, чтобы открыть клапан и снять показания манометрического давления. Однако каждый раз, когда выполняется эта операция, существует вероятность того, что клапан не переустановится, и газ начнет течь.

Рис. 16-6. Зарядка аккумулятора или проверка его давления предварительной зарядки с помощью зарядного комплекта

. Чтобы избежать потенциальной утечки газа, на рис. 16-7 показаны два неинвазивных метода проверки предварительной зарядки.Оба они быстрые, простые и могут быть выполнены практически в любое время без длительного перерыва в производстве. Любой из этих способов дает быструю и достаточно тщательную проверку без вторжения в водопровод. Они не на 100% точны, но будут находиться в пределах ± 5% от показаний манометра — и их делает почти любой. Метод слева является наименее точным, особенно при использовании манометра, заполненного глицерином.

Только запуск насоса Метод слева показывает скачок давления после запуска насоса, а затем устойчивый подъем до установленного давления.Этот первый скачок представляет собой давление предварительной зарядки, а устойчивый подъем происходит во время сжатия газа в баллоне или за поршнем. Время между первым скачком давления и достижением давления в системе зависит от объема гидроаккумулятора и производительности насоса.

Рис. 16-7. Две неинвазивные процедуры для проверки давления предварительной зарядки гидроаккумулятора

Отключение насоса при полном давлении Метод является самым простым и наиболее точным, особенно если клапан сброса гидроаккумулятора управляется вручную.Жидкость можно спускать медленно с помощью ручного слива, поэтому манометр медленно достигает давления перед заправкой.

При использовании этого метода система должна находиться под давлением, а аккумулятор заряжен как минимум выше давления предварительной зарядки. При отключении системы открывается либо автоматический, либо ручной слив, и давление начинает падать. Поскольку манометр показывает давление масла, и единственная причина, по которой оно существует, заключается в том, что над ним находится захваченный газ, давление упадет до определенной точки, а затем внезапно упадет до нуля. Считайте давление, когда манометр внезапно упадет до нуля, чтобы определить предварительную заправку газом.

Этот метод является наиболее точным, но он не точен, как показания манометра, поэтому используйте его для беглой проверки так часто, как это необходимо, чтобы увидеть, удерживается ли газовый заряд.

Давление предварительной зарядки гидроаккумулятора

Обычно газовые аккумуляторы предварительно заряжаются примерно до 85% минимального рабочего давления системы. Это гарантирует, что баллон или поршень не будут выпускать всю жидкость во время каждого цикла. Если вся жидкость откачивается с высокой скоростью, баллоны могут попасть в тарельчатые клапаны, а поршни могут деформироваться при ударе металла по металлу.

В некоторых случаях это значение 85% может быть низким из-за низкого минимального давления в системе. В таком случае используйте гидроаккумулятор поршневого типа, потому что поршень может перемещаться вверх по каналу почти на любое расстояние без повреждений. Баллонный аккумулятор не следует использовать, если давление предварительной зарядки меньше половины максимального давления. Это позволяет избежать настолько сильного сжатия мочевого пузыря, что при трении самого себя в нем образуются дыры.

Применение аккумуляторов

Многие приложения могут использовать аккумулятор любого типа с одинаково удовлетворительными результатами.Однако бывают случаи, когда один конкретный стиль более отзывчив или предлагает более длительный срок службы. Как упоминалось в предыдущем разделе, величина давления предварительной зарядки является одной из причин выбора баллонного или поршневого гидроаккумулятора.

Аккумуляторы с тяжелой нагрузкой медленно реагируют на повышение давления, поэтому они не работают как амортизаторы. Аккумуляторы с тяжелой нагрузкой уменьшают, но не останавливают скачки давления. Поршневые гидроаккумуляторы не так быстры, как баллонные, при быстром повышении давления.Так что в этих ситуациях лучшим выбором будет баллонный аккумулятор.

Некоторые контуры гидроаккумуляторов устанавливаются для гашения скачков высокого давления на выходе поршневых насосов. Поршневой аккумулятор в этом приложении не может реагировать достаточно быстро, чтобы выполнить свою работу. Кроме того, короткий ход поршня и уплотнений может вызвать чрезмерный износ отверстия и уплотнений. В схеме этого типа лучше всего работает баллонный аккумулятор.

Калибровочные аккумуляторы

Большинство поставщиков аккумуляторов предлагают в своей литературе информацию о размерах аккумуляторов для любой из вышеперечисленных схем.Многие предлагают компьютерные программы, требующие только ввода системных требований. Затем программа рассчитывает размер аккумулятора и выводит номер детали. Одна компания предлагает формулу и программное обеспечение для использования в Интернете.

Клапаны сброса гидроаккумулятора

Во всех вышеупомянутых приложениях с гидроаккумулятором (кроме случая аварийного электроснабжения) жидкость из гидроаккумулятора сливалась автоматически при остановке. Это очень важно, потому что аккумуляторы накапливают энергию, которая может представлять угрозу безопасности и может вызвать повреждение машины.Вот примеры различных типов разгрузочных клапанов и схем гидроаккумулятора.

На рисунке 16-8 показана одна часто используемая схема. Нормально открытый двухходовой регулирующий клапан с электромагнитным управлением входит в линию насоса между стопорным обратным клапаном и аккумулятором. Электромагнитный клапан подключен так, что он находится под напряжением при запуске насоса и обесточивается при остановке насоса. Отверстие перед 2-ходовым клапаном контролирует поток, когда гидроаккумулятор разряжается, чтобы предотвратить повреждение клапана.Такая конструкция одинаково хорошо работает с насосами с фиксированным рабочим объемом или с насосами с компенсацией давления.

Рис. 16-8. Схема, в которой используется электромагнитный клапан для разгрузки аккумулятора.

Предупреждение: некоторые электромагнитные клапаны, даже если они предназначены для непрерывного режима работы, сильно нагреваются при длительном включении питания. Такой перегрев может вызвать образование отложений лака и заблокировать внутренние части клапана в закрытом состоянии после отключения насоса. Это означает, что захваченная энергия не разряжается, и аккумулятор может причинить вред любому, кто работает в цепи.

Схема сброса на Рисунке 16-9 предназначена только для насосов с компенсацией давления. Комплектный набор клапанов изолирует гидроаккумулятор во время работы насоса и автоматически опорожняет его при остановке. Пакет состоит из обратного клапана изоляции, обратного клапана пилот-к-конца, и управление потоком отверстия.

Рис. 16-9. Контур с гидравлическим управлением, который изолирует и опорожняет аккумулятор, питаемый насосом с компенсацией давления

При запуске насоса поток направляется в контур и аккумулятор.Давление на выходе насоса смещает запорный клапан пилот-к-близко, блокируя поток в резервуар. Когда аккумулятор полон, насос компенсирует отсутствие потока, и контур ожидает нового цикла. Когда давление падает, насос возвращается в рабочий режим и компенсирует поток, идущий в контур. При отключении насоса давление в пилотном клапане на закрывающем пилотном обратном клапане падает, и клапан переключается на открытие. Теперь накопленная в аккумуляторе энергия передается в резервуар через отверстие. Этот контур очень надежен, поскольку закрытие и / или открытие клапанов зависит от давления в системе или насоса.

Насос фиксированного объема необходимо подключить к резервуару при очень низком давлении, когда его поток не работает. Общая схема разгрузки насоса фиксированного объема и разгрузки аккумулятора показана на Рисунке 16-10. Разгрузочный предохранительный клапан с внутренним управлением и встроенным обратным клапаном направляет весь поток насоса в контур и гидроаккумулятор до тех пор, пока система не достигнет установленного давления. Когда управляющий шар начинает разгружаться, давление в системе давит на разгрузочный поршень и выталкивает его из седла.Это снимает все давление с верхней части тарелки предохранительного клапана. Насос разгружается в резервуар под давлением от 25 до 100 фунтов на квадратный дюйм, пока давление в системе не упадет примерно на 15%. После этого падения сила пружины толкает разгрузочный поршень назад, и поток насоса снова возвращается в контур.

Рис. 16-10. Контур с гидравлическим приводом, который изолирует, разгружает и опорожняет аккумулятор, питаемый насосом постоянной производительности.

Разгрузочный клапан гидроаккумулятора блокирует попадание жидкости в резервуар во время работы насоса и открывается для сброса накопленной энергии при отключении насоса.Разгрузочный клапан гидроаккумулятора представляет собой запорный клапан с высоким коэффициентом (до 200: 1), который закрывается из-за ненагруженного или рабочего давления насоса. При соотношении площадей 200: 1 между тарельчатым клапаном и пилотным поршнем давление 25 фунтов на кв. Дюйм в порту управления остановится до 5000 фунтов на квадратный дюйм при отключении тарельчатого клапана. Это удерживает жидкость в контуре гидроаккумулятора до тех пор, пока насос не будет остановлен. Затем вся хранящаяся под давлением жидкость быстро и безопасно стекает в резервуар. (Один поставщик предлагает разгрузочный предохранительный клапан и разгрузочный клапан гидроаккумулятора в одном корпусе.Эта комбинация упрощает прокладку трубопроводов, обеспечивая при этом тот же эффект.)

Другое применение аккумуляторов

Аккумуляторы также используются в системах, где тепловое расширение может вызвать чрезмерное давление. Цилиндры с заблокированными портами в зоне с высокой температурой окружающей среды могут перейти под высокое давление, если нет места для расширяющейся жидкости.

Еще одно применение аккумуляторов — это барьер между двумя разными жидкостями. Насос, в котором используется гидравлическая жидкость, поддерживает давление в контуре, в котором используется вода или другая несовместимая среда.

Один поставщик предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных устройств для герметичных резервуаров. Это предотвращает попадание переносимых по воздуху загрязняющих веществ в гидравлическое масло при повышении и понижении уровня жидкости.

Дополнительные схемы и другую информацию об аккумуляторах см. В готовящейся к публикации электронной книге автора Fluid Power Circuits Explained.

Тепловой аккумулятор

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для использования в системе охлаждения автомобильного двигателя для аккумулирования, хранения и возврата тепла при работе.Теплоаккумулятор включает корпус, патрубок входа и выхода теплоносителя, проходящий через днище соосно с центральной осью герметичной полости рассола. В этой полости закреплено поперечное отверстие на расстоянии t = KQ / D, где K = 0,05-0,08 — эмпирический коэффициент, Q — расход жидкости, D — внутренний диаметр теплового аккумулятора. Поперечные диафрагмы выполнены с участками секций, расположенными напротив соседних отверстий и отверстий на участках, прилегающих к стенкам корпуса.Батарея содержит две поперечные трубы, которые установлены на противоположных концах и соединяют полости, образованные этими днищами и концевыми диафрагмами в области, противоположной сегменту, одна с выходным и вторым входными соединениями. Обе трубы расположены в одной плоскости и противоположно направлены. Тепловой аккумулятор, отличающийся простотой конструкции, прочностью и надежностью, может быть установлен в любом положении, когда изобретение относится к теплотехнике, а точнее к тепловым батареям, предназначенным для аккумулирования, хранения и возврата тепла, в частности. для подогрева охлаждающей жидкости при пуске в системе охлаждения автомобильного двигателя.Известна тепловая батарея, предназначенная для нагрева теплоносителя при запуске двигателя, содержащая двустенный кожух с горизонтальной продольной осью, с головками и патрубками входа и выхода теплоносителя, выровненными по горизонтальной оси. Продольные капсулы аккумулирования тепла от вещества, претерпевающего фазовые превращения, помещены в герметичную полость для циркуляции теплоносителя и установлены в поперечных диафрагмах с сегментными секциями, противоположно расположенными соседними диафрагмами, в которых выполнены отверстия в их верхней части.Теплоаккумулятор содержит наклонную трубу, установленную в полости, образованной нижней внутренней стенкой корпуса и перегородкой, в которой закреплены концы капсул. Верхний конец трубы помещается в зону дополнительных отверстий в перегородке, нижний конец сообщает полость, в которой установлена ​​труба, с полостью выходного патрубка теплоносителя / см. Патент РФ 2140046, M кл. 6 F 24. N 7/00 / .Известный тепловой аккумулятор имеет ряд недостатков: наличие термобатарейных капсул с химическим веществом, которое претерпевает фазовые превращения при зарядке-разрядке аккумулятора, что снижает его надежность, сложный и дорогостоящий процесс утилизации после выхода из строя. создание ресурса.Из-за временных рамок, необходимых для завершения фазового преобразования, смешивание холодной и горячей жидкости, и батарея имеет низкую скорость заряда и разряда, что приводит к снижению эффективности батареи и увеличению времени прогрева двигателя. Теплоаккумулятор можно разместить только в одном из пространственных мест, так как только в этом положении происходит удаление пузырьков воздуха из полости, куда он выходит из системы. Кроме того, изготовление такого аккумулятора тепла и его утилизация требуют соблюдения экологических требований. стандарты безопасности.Настоящее изобретение решает задачу создания теплового аккумулятора без наличия капсул с теплоаккумулирующим веществом, более адаптируемого к производству, высокой надежности, обеспечивающего высокую эффективность его эксплуатации и обслуживания. Решение этой проблемы достигается тем, что в тепловом аккумуляторе. , содержащий корпус с днищем, патрубком входа и выхода жидкости, проходящей через днище соосно с центральной осью полости рассола, поперечным отверстием с сегментными секциями, противоположно расположенными смежными отверстиями и отверстиями, образованными на участках, прилегающих к В стенках кожуха установлена ​​поперечная труба, установленная в полости циркуляции между днищем кожуха и диафрагмой, один конец которой помещен в область срезанного торца диафрагмы противоположного сегмента, а второй соединен с выходным отверстием. Трубы-диафрагмы расположены друг от друга на расстоянии «t», определяемом диаметром теплового аккумулятора.Теплоаккумулятор снабжен второй поперечной трубкой, расположенной у противоположной пластины, один конец которой размещен в зоне, противоположной отрезку отрезанного конца диафрагмы и соединяющего полость, образованную этой пластиной и диафрагмой, с входной стороной вдоль центральной оси. Герметичная полость рассола в трубе направлена ​​в сторону, противоположную первой трубе. На чертеже показан продольный разрез заявляемого теплового аккумулятора. Теплоаккумулятор включает в себя корпус 1 с днищем 2 и 3 и центральной осью 4. полости 5 рассола.Через днище 2 расположены по центральной оси 4 соосно ей патрубки выхода 6 и входа 7 теплоносителя. В герметичной полости циркуляции теплоносителя 5 закреплено поперечное отверстие 8 с сегментами 9 секций, противоположно выполненным на соседних диафрагмах 8. На участках, противоположных секциям 9 диафрагм 8, у стенок корпуса 1 выполнены отверстия 10. Отверстия 8 в полости 5 расположены на расстоянии, равном «t» друг от друга. Между днищем 2 и оконечным отверстием 8 смонтирована поперечная труба 11, один конец которой расположен в днище телеполлинга 3, аналогично размещена вторая крестовина. патрубок 12, соединяющий полость, образованную в одном конце проема 8, с выпускным патрубком 6.Патрубок 12 расположен в одной плоскости с патрубком 11 и противоположно направлен к ней. Теплоаккумулятор работает следующим образом. При заправке горячего теплоносителя через входной патрубок 7 патрубок 12 попадает в герметично закрытое пространство 5 вокруг проема 8. Спасибо. к теплоизоляции корпуса 1 высокая температура сохраняется в течение длительного времени. При отводе аккумулирующего тепло холодный теплоноситель через входное сопло 7 поступает в полость 5, вытесняет горячий теплоноситель через выходное сопло 6.Количество диафрагм, рассчитанное через расстояние «t», обеспечивает оптимальную скорость заряда-разряда и минимальное перемешивание горячей и холодной жидкости. Отверстия 10 и поперечные патрубки 11 и 12 служат для удаления пузырьков воздуха при заполнении и работе теплоаккумулятора. . В положении, показанном на чертеже, пузырьки воздуха удаляются через отверстия 10 через трубу 11. Если изменить положение теплового аккумулятора 180, ^o , входное сопло 7 станет выпускной трубой, а выпускное сопло 6 станет вход, пузыри будут удалены огеньи.Аккумулятор тепла отличается простотой конструкции / отсутствие капсулы с теплоаккумулирующим веществом, прочностью, надежностью, возможность установки в любом положении. В процессе эксплуатации сокращается время и увеличивается эффективность обогрева автомобиля. Теплоаккумулятор, содержащий корпус с дном, патрубком входа и выхода жидкости, проходящей через дно соосно с центральной осью герметичной полости рассола, закреплен в полости поперечным отверстием с радиальными участками, расположенными напротив соседних диафрагм. с отверстиями на участках, прилегающих к стенкам кожуха, в полости между дном кожуха и диафрагмой установлена ​​поперечная труба, один конец которой помещен на участке, противоположном отрезку отрезанного конца диафрагмы, а другой — соединен с выпускным патрубком, при этом отверстие расположено в полости рассола на расстоянии друг от друга, определяемом по формуле
t = KQ / D
, где K = 0,05-0,08 — эмпирический коэффициент;
Q — расход;
D — внутренний диаметр теплоаккумулятора,
он имеет вторую половину этой нижней и торцевой диафрагмы на входную сторону, эта вторая труба направлена ​​в направлении, противоположном первой трубе.Аккумуляторный блок

МВА / МВА переменного тока | EVAPCO

Стандартные каталогизированные модели MVA имеют мощность от 24 до 5 401 тонны охлаждения для аммиака в зависимости от температуры всасывания на высокой ступени и основаны на температуре подаваемой жидкости 96 ^o F. Пакет MVA представляет собой точку сбора жидкости для линии всасывания, возвращающейся к компрессору (ам), чтобы предотвратить повреждение компрессора (ов). Он может быть приспособлен для слива скопившейся жидкости в перегрузочную емкость или может выпарить скопившуюся жидкость.Выпаривание скопившейся жидкости достигается за счет добавления внутреннего змеевика внутри емкости. Такая компоновка изменяет номенклатуру модели с MVA на MVAC.

В качестве альтернативы, в зависимости от конструкции системы, змеевик с внутренней трубкой может быть спроектирован для использования в качестве змеевика переохлаждения для переохлаждения жидкого хладагента. Объем перенапряжения для MVA / MVAC колеблется от 3,9 до 430,7 кубических футов.

Matrix LLC — Контроль уровня жидкости

• Считывает сигнал 4-20 мА от датчика уровня и обеспечивает визуальное считывание в виде цифровой и цветной шкалы индикатора на панели
• Регулируемые аварийные сигналы и выключатели высокого и низкого уровня
• Два аналоговых выхода 4-20 мА для управления пропорциональным клапаном (ами) подачи
• Встроенный трансформатор для питания 24 В перем. Тока или 24 В пост. Тока для клапана с электроприводом
• Установленная на двери (7) кнопочная клавиатура — нет необходимости открывать корпус для изменения настроек
• Легко читаемый 16-значный буквенно-цифровой дисплей со светодиодной двухцветной гистограммой
• Обмен данными через стандартный протокол MODBUS-RTU через RS-485
• Возможность удаленного мониторинга и управления параметрами системы
• Стальной корпус NEMA 4, внесенный в список UL / cUL
• Устанавливается на заводе и подключается, требуется только одно подключение к источнику питания в полевых условиях

Стандартная конструкция сосуда

• ASME, 250 фунтов на кв. Дюйм, с двойным пароотводным узлом
• Регистрация Национального совета
• Кронштейн для паспортной таблички из нержавеющей стали и стойка для предотвращения коррозии
• Вертикальная конфигурация емкости с внешним диаметром от 16 до 144 дюймов и длиной от 85 до 195 дюймов
• Вентиляционный трубопровод масляного бака с внутренним проложением снижает затраты на изоляцию и снижает вероятность повреждения при транспортировке (недоступно для MVA-16)

Масляный бак

• ASME, 400 фунтов на кв. Дюйм, с одиночным сменным блоком сброса паров картриджного типа, установленным на 50 фунтов на кв. Дюйм, ман.
• Сбросной сливной трубопровод внутри основного резервуара
• Дополнительный узел двойного сброса и / или сброса в атмосферу

Колонка уровня жидкости

• Столбец индикации уровня с клапанами, проушинами уровня, защитой от замерзания и сливом масла
• Тип кабеля, электронный датчик уровня в стандартной комплектации
• Поплавковый выключатель отключения по высокому уровню для защиты компрессора

Отделка

• Емкость испытана гидростатически или пневматически под давлением
• Заводские комплектные трубопроводы сварены и испытаны в соответствии со стандартом ASME B31.5
• Поверхность подготовлена ​​к SSPC-SP6 и окрашена высококачественным двухкомпонентным эпоксидным покрытием с высоким сухим остатком
• Вся сборка вакуумирована для удаления влаги и поставляется с заправкой сухим азотом 15 фунтов на кв. Дюйм.

Как выбрать правильный диффузор для резервуара TES

Водяной накопитель тепловой энергии (TES) используется для увеличения емкости и снижения эксплуатационных расходов в системах прямого энергоснабжения. Технология основана на естественном расслоении воды в резервуаре, забирая теплую воду из верхней части резервуара, где она поднимается, а холодная возвращается на дно, где она оседает.

Вода поступает в резервуар через диффузоры, которые снижают скорость жидкости, поступающей в резервуар, и стимулируют расслоение, способствуя ламинарному потоку . Ламинарный поток возникает в слоях или слоях жидкости рядом друг с другом и с вертикальными стенками резервуара без перемешивания. Ламинарный поток происходит параллельно стенкам контейнера, в данном случае резервуара для хранения тепловой энергии, и не содержит тока или завихрений. Высокий и узкий резервуар может уменьшить потери тепла и смешение слоев из-за меньшего контакта между различными температурными слоями.Более значительная разница температур между хранимой и поступающей водой означает более существенную разницу в плотности; эти различия естественным образом уменьшают перемешивание. Термоклины, или переходные слои, развиваются при более высоких входных скоростях, когда существуют все эти условия; более высокое соотношение сторон и значительные различия в температуре и плотности.

Типы диффузоров, используемых с TES

Диффузор, выбранный для входа и выхода из резервуара, может помочь улучшить стратификацию резервуара и повысить эффективность системы.Эти устройства должны быть сконструированы так, чтобы развивать и поддерживать различные слои с максимальной ожидаемой скоростью потока в течение всего периода хранения. Диффузоры, используемые с резервуарами TES с охлажденной водой, включают радиальные диффузоры и щелевые диффузоры. Эти диффузоры должны поддерживать достаточно низкую скорость, чтобы плавучесть преобладала над инерцией, создавая течение через верх или дно резервуара, поэтому теплая вода «плавает» над холодной водой. Ниже мы обсудим характеристики двух различных типов диффузоров для аккумулирования тепловой энергии.

Рисунок 1: Щелевой трубный диффузор и радиальный диффузор для резервуаров TES

Радиальные диффузоры

Радиальный дисковый диффузор в целом состоит из двух круглых пластин, установленных параллельно друг другу, или одного диска, параллельного верхней или нижней поверхности резервуара. Диски образуют путь для воды, входящей или выходящей из резервуара. В верхней части резервуара поверхность воды может образовывать растекающуюся поверхность, тогда как в случае дна резервуара дно резервуара может образовывать диспергирующую поверхность под диффузором, который образует канал.Радиальный диффузор имеет площадь примерно в 5 раз больше, чем площадь приточной трубы, что позволяет воде значительно замедляться перед тем, как течь в резервуар, и перенаправляет ее в более значительную часть резервуара. Радиальные дисковые диффузоры относительно просты как по конструкции, так и по установке, но при этом очень эффективны. Они хорошо выдерживают гидроудары и помпаж и лучше всего подходят для резервуаров, где это может быть проблемой. Однако эти диффузоры могут быть трудными в установке и дорогими; поэтому важно убедиться, что это подходящий диффузор для вашего применения.ARANER проведет полное исследование системы и резервуара, чтобы убедиться, что вы получите правильное решение.

Диффузоры щелевые

Как следует из названия, этот тип диффузора состоит из труб с прорезями, сформированных в виде колец, установленных горизонтально в центре резервуара. Прорези в трубе диффузора обращены к той стороне бака, где установлен диффузор, вверху или внизу. Поток поступает в резервуар через эти щели, где он рассеивается по вертикальной поверхности резервуара. Щелевые диффузоры требуют более точной конструкции, чем радиальные диффузоры, но обычно дают лучшие рабочие характеристики. Эти диффузоры более уязвимы к скачкам воды и испытывают более высокий перепад давления, чем радиальные диффузоры.

Измерение производительности стратифицированного термобака

Несколько показателей, обычно используемых для количественной оценки производительности стратифицированных резервуаров для хранения тепловой энергии, включают:

• Тепловой КПД : Отношение емкости, полученной во время полного цикла разряда, к емкости, потребляемой во время полного цикла зарядки бака.Тепловой КПД — это безразмерное число, часто обозначаемое греческим η.
• Показатель качества (FOM) : Описывается в терминах интегрированной емкости, которая представляет собой чистое количество энергии, доставленной или сохраненной во время цикла зарядки или разрядки или полупериода в таких случаях.
• Потерянная емкость ( C _{потеряна} ) : Потеря емкости из-за смешивания, ограничений на выходе или иным образом потеряна из-за того, что она недоступна при производительной температуре.Это количество можно измерить в течение цикла или полупериода.

Мы видим улучшение этих мер с установкой диффузоров. Диффузоры, выбранные и размер которых соответствует резервуару, проекту, назначению и другим факторам, влияющим на производительность, вероятно, обеспечат наиболее значительное улучшение этих и других количественных факторов, используемых для измерения производительности резервуара. Специально разработанные диффузоры могут еще больше повысить эти показатели, обеспечивая скорость и направленный поток, который усиливает естественное расслоение в резервуаре и увеличивает общую эффективность.

Заключение

У радиальных и щелевых трубчатых диффузоров есть свои преимущества и особенности. Специалисты ARANER имеют опыт использования различных диффузоров TES для различных целей. Позвольте нам провести исследование вашей системы или проекта, нового или существующего, и рассказать вам, где диффузоры могут улучшить тепловое расслоение и эффективность вашего резервуара для хранения тепловой энергии.

АККУМУЛЯТОРЫ ВСАСЫВАЮЩЕЙ ЛИНИИ И КОМПЛЕКТЫ ЗАХОРОННОЙ ЛИНИИ

Обычно аккумуляторы на линии всасывания не требуются для кондиционеров, если система подключена правильно и соблюдаются все меры предосторожности.Аккумуляторы линии всасывания хладагента должны устанавливаться только в системах, где высока вероятность перелива жидкости назад к компрессору.

Один из таких сценариев — когда линия закопана на глубину 10 футов или более. Во время выключения цикла пар во всасывающей линии может снова конденсироваться в жидкость. Когда компрессор запускается, эта жидкость втягивается обратно в компрессор и может повредить его. Компрессоры предназначены для сжатия только пара, они не любят жидкость.

Размер линии всасывания компрессора никогда не следует использовать в качестве ориентира для определения размера гидроаккумулятора. Обычно аккумулятор рассчитан на не менее чем на 50% от общей емкости системы хладагента. При попытке применить гидроаккумулятор в сплит-системе необходимо уделить особое внимание. На любом конкретном агрегате примерно 80% заряда системы может находиться между компрессором и расширительным устройством во время работы. Когда система отключается на длительное время, хладагент будет перемещаться в сторону низкого давления системы и накапливаться в змеевике испарителя и горизонтальных всасывающих линиях.В случае установки подземных трубопроводов это усугубляет проблему, поскольку жидкость «застревает» во всасывающей линии. Накопитель линии всасывания предотвращает попадание этой конденсированной жидкости и пара в компрессор.

Представьте аккумулятор линии всасывания как временный резервуар для этой смеси, предназначенный для дозирования жидкого хладагента и масла обратно в компрессор с приемлемой скоростью. Это предотвращает повреждение клапанов, спиралей, коленчатых валов и т. Д. Аккумуляторы имеют дозирующее устройство, которое собирает жидкость, испаряет ее и возвращает в компрессор.это предотвращает забивание жидкости и контролирует возврат масла.

В вертикальных аккумуляторах используется U-образная трубка или трубка внутри трубчатой ​​конструкции для отвода газообразного хладагента из верхней части резервуара (см. Прилагаемый рисунок). В нижней части U-образной трубки отверстие собирает небольшое количество масла и жидкого хладагента и дозирует их обратно с газообразным хладагентом, собранным в верхней части резервуара. Откачиваемое небольшое количество жидкого хладагента выкипит во всасывающей линии между аккумулятором и компрессором.Масло будет перенесено с газообразным хладагентом обратно в компрессор.

Выбор гидроаккумулятора линии всасывания должен производиться исходя из 3 возможностей:

1. Аккумулятор должен обладать достаточной удерживающей способностью, которая может изменяться в зависимости от системы. Обычно это не должно быть меньше 50% заряда системы.
2. Аккумулятор должен работать без чрезмерного падения давления в системе. Чрезмерное падение давления на всасывании снижает производительность агрегата.
3. Аккумулятор должен иметь способность возвращать жидкость с надлежащей скоростью и в различных условиях нагрузки.

Помните, как указано в начале этого поста, для большинства кондиционеров сплит-систем не требуются аккумуляторы на линии всасывания, если выполняется надлежащая прокладка трубопроводов. Подземные или заглубленные трубопроводы ЯВЛЯЮТСЯ исключением из этого правила!

Накопитель линии всасывания

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О yorkcentraltechtalk

Я проработал в сфере HVAC большую часть своей жизни.Я проработал 25 лет на подрядчиков по всему, от бытовых котлов до больших коммерческих котлов и электрических горелок. Последние 23 с лишним года я работал в York International UPG Division (подразделение Johnson Controls) в качестве менеджера службы технической поддержки / обслуживания, но сейчас я на пенсии. Одной из моих целей всегда было «обучить» дилеров и подрядчиков. Причина создания этого блога заключалась в том, чтобы поделиться некоторыми знаниями, мыслями, идеями и т. Д. Со всеми, кто найдет время, чтобы их прочитать. Содержание этого блога является моим собственным мнением, мыслями, опытом и никоим образом не должно толковаться как содержание Johnson Controls York UPG.Я надеюсь, ты найдешь в этом помощь.

No related posts.