Аккумулятор тепла своими руками: Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Аккумулятор тепла своими руками: Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Содержание

Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Зачастую домовладельцы не в состоянии купить современное отопительное оборудование, поэтому ищут альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (иначе – тепловой аккумулятор), незаменимую вещь для систем отопления с твердотопливным котлом. Накопительный бак объемом 500 л стоит примерно 600—700 у. е., цена тысячелитровой бочки достигает 1000 у. е. Если же сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом установить резервуар в котельной самостоятельно, удастся сэкономить половину указанной суммы. Наша задача – рассказать о способах изготовления.

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:

  1. При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
  2. Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.

Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды

Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

  • основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
  • теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
  • внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
  • присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
  • погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез озаботились установкой теплоаккумулятора и решили его сделать своими силами, то для начала стоит ознакомиться с заводской технологией сборки.

Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна

Повторить технологический процесс в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак–аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в таком порядке:

  1. Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где из него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
  2. На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1. 5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
  3. Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
  4. Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферические крышки.
  5. Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
  6. Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
  7. Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху емкость обшивается тонколистовой сталью с полимерным цветным покрытием либо закрывается плотным чехлом.

Корпус накопителя выгибается из листа железа на вальцах

Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители зачастую применяют специальный чехол (можно выбрать цвет)

Большинство заводских аккумуляторов тепла рассчитаны на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя в системе отопления 90 °С. Это значение вдвое превышает порог срабатывания предохранительного клапана, устанавливаемого на группу безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел — 3 Бар). Детально производственный процесс показан на видео:

Изготавливаем тепловую батарею самостоятельно

Вы решили, что без буферной емкости обойтись не сможете и хотите ее сделать своими руками. Тогда готовьтесь пройти 5 этапов:

  1. Расчет объема теплоаккумулятора.
  2. Выбор подходящей конструкции.
  3. Подбор и заготовка материалов.
  4. Сборка и проверка герметичности.
  5. Монтаж резервуара и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Перед тем как посчитать объем бочки, подумайте, сколько места в котельной вы сможете под нее выделить (по площади и высоте). Четко определитесь, как долго водяной теплоаккумулятор должен замещать бездействующий котел, а уж потом приступайте к выполнению первого этапа.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета вместительности накопительного резервуара:

  • упрощенный, предлагаемый производителями;
  • точный, выполняемый по формуле теплоемкости воды.

Продолжительность обогрева дома тепловым аккумулятором зависит его размера

Суть укрупненного расчета проста: под каждый кВт мощности котельной установки в баке выделяется объем, равный 25 л воды. Пример: если производительность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальная вместительность теплоаккумулятора выйдет 25 х 25 = 625 л или 0.625 м³. Теперь вспомните, сколько места выделено в котельной и подгоняйте полученный объем под реальные размеры помещения.

Справка. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор нередко задаются вопросом, как посчитать объем круглой бочки. Здесь стоит напомнить формулу расчета площади круга: S = ¼πD². Подставьте в нее диаметр цилиндрического резервуара (D), а полученный результат умножьте на высоту емкости.

Вы получите более точные размеры теплового аккумулятора, если воспользуетесь вторым способом. Ведь упрощенное вычисление не покажет, на сколько времени хватит рассчитанного количества теплоносителя при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемая методика как раз и пляшет от показателей, которые нужны вам и основывается на формуле:

m = Q / 1.163 х Δt

Здесь:

  • Q – количество тепла, которое нужно накопить в аккумуляторе, кВт•ч;
  • m – расчетная масса теплоносителя в баке, тонн;
  • Δt – разность температур воды в начале и в конце нагрева;
  • 1. 163 Вт•ч/кг•°С — это справочная теплоемкость воды.

Дальше поясним на примере. Возьмем стандартный дом 100 м² со средним теплопотреблением 10 кВт, где котел должен простаивать 10 часов в сутки. Тогда в бочке необходимо аккумулировать 10 х 10 = 100 кВт•ч энергии. Начальная температура воды в отопительной сети – 20 °С, нагрев происходит до 90 °С. Считаем массу теплоносителя:

m = 100 / 1.163 х (90 — 20) = 1.22 тонны, что приблизительно равно 1.25м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка 10 кВт взята приблизительно, в утепленном здании площадью 100 м² теплопотери будут меньше. Момент второй: столько тепла необходимо в наиболее холодные дни, каковых бывает 5 на всю зиму. То есть, теплоаккумулятора на 1000 л хватит с большим запасом, а с учетом сезонного перепада температур можно спокойно уложиться в 750 л.

Отсюда вывод: в формулу нужно подставлять среднее теплопотребление за холодный период, равное половине от максимального:

m = 50 / 1.163 х (90 — 20) = 0. 61 тонны или 0.65 м³.

Примечание. Если вы посчитаете объем бочки по среднему расходу теплоты, при крепких морозах его не хватит на расчетный промежуток времени (в нашем примере – 10 часов). Зато сэкономите деньги и место в помещении топочной. Больше информации по ведению расчетов представлено в другой нашей публикации.

О конструкции емкости

Чтобы самостоятельно изготовить аккумулятор тепла, вам придется победить одного коварного врага – давление, оказываемое жидкостью на стенки сосуда. Думаете, почему заводские резервуары сделаны цилиндрическими, а дно с крышкой – полусферическими? Да потому что такая емкость способна противостоять давлению горячей воды без дополнительного усиления.

С другой стороны, мало у кого найдется техническая возможность отформовать металл на вальцах, не говоря уже о вытяжке полукруглых деталей. Предлагаем следующие способы решения вопроса:

  1. Заказать круглый внутренний бак на металлообрабатывающем предприятии, а работы по утеплению и окончательному монтажу провести самостоятельно. Это все равно обойдется дешевле, нежели купить теплоаккумулятор заводской сборки.
  2. Взять готовый цилиндрический бак и на его базе делать буферную емкость. Где брать подобные резервуары, мы подскажем в следующем разделе.
  3. Сварить прямоугольный аккумулятор тепла из листового железа и усилить его стенки.

Чертеж теплоаккумулятора прямоугольной формы объемом 500 л в разрезе

Совет. В закрытой системе отопления с твердотопливным котлом, где избыточное давление может подскочить до 3 Бар и выше, настоятельно рекомендуется применять теплоаккумулятор цилиндрической формы.

В открытой системе отопления с нулевым напором воды можно использовать прямоугольный бак. Но не забывайте о гидростатическом давлении теплоносителя на стенки, к нему прибавьте высоту столба воды от емкости до расширительного бачка, установленного в высшей точке. Вот почему следует усиливать плоские стенки самодельного теплоаккумулятора, как показано на чертеже емкости вместительностью 500 л.

Прямоугольная накопительная емкость, усиленная должным образом, может применяться и в закрытой системе отопления. Но при аварийном скачке давления от перегрева ТТ-котла резервуар даст течь с вероятностью 90%, хотя под слоем утеплителя вы можете не заметить мелкую трещину. Как выпирает не укрепленный металл сосуда при заполнении водой, смотрите на видео:

Справка. Бессмысленно наваривать прямо на стенки жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что уголки малого сечения сила давления изгибает вместе со стенкой, а большие отрывает по краям.

Делать снаружи мощный каркас – нецелесообразно, слишком большой расход материалов. Компромиссный вариант – внутренние распорки, изображенные на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Чертеж аккумулятора тепла на 500 л – вид сверху (поперечный разрез)

Подбор материалов для резервуара

Вы сильно облегчите себе задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на давление 3–6 Бар. Какие емкости можно использовать:

  • баллоны из-под пропана разной вместительности;
  • списанные технологические резервуары, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
  • ресиверы от железнодорожных вагонов;
  • старые железные бойлеры;
  • внутренние баки емкостей для хранения жидкого азота, выполненные из нержавейки.

Из готовых стальных сосудов сделать надежный теплоаккумулятор значительно проще

Примечание. В крайнем случае сгодится стальная труба подходящего диаметра. К ней можно приварить плоские крышки, которые придется усилить внутренними растяжками.

Для сваривания квадратного резервуара возьмите листовой металл толщиной 3 мм, больше не надо. Жесткости сделайте из круглых труб Ø15—20 мм либо профилей 20 х 20 мм. Размер штуцеров выбирайте по диаметру выходных патрубков котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0.3—0.5 мм) с порошковой покраской.

Отдельный вопрос – чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучший вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60—80 мм. Полимеры типа пенопласта или экструдированного пенополистирола применять не стоит. Причина – мыши, которые любят тепло и осенью могут запросто поселиться под обшивкой вашей накопительной емкости. В отличие от полимерных утеплителей, базальтовое волокно они не грызут.

Не стройте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, грызуны его тоже едят

Теперь укажем другие варианты готовых сосудов, которые применять для аккумуляторов тепла не рекомендуется:

  1. Импровизированный бак из еврокуба. Подобные пластиковые емкости рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70 °С, а нам нужно 90 °С.
  2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания – тонкий металл и плоские крышки резервуара. Чем усиливать такую бочку, проще взять хорошую стальную трубу.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Хотим предупредить сразу: если вы посредственно владеете сваркой, то изготовление бака лучше закажите на стороне по вашим чертежам. Качество и герметичность швов имеет огромное значение, при малейшей неплотности аккумулирующая емкость потечет.

Сначала бак собирается на прихватках, а потом проваривается сплошным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не будет, надо лишь усвоить порядок выполнения операций:

  1. Вырежьте из металла заготовки по размерам и сварите корпус без дна и крышки на прихватках. Для фиксации листов используйте струбцины и угольник.
  2. Прорежьте в боковых стенках отверстия под жесткости. Вставьте внутрь заготовленные трубы и обварите их торцы снаружи.
  3. Прихватите к баку дно с крышкой. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних растяжек.
  4. Когда все противоположные стенки емкости надежно связаны друг с другом, начинайте сплошную проварку всех швов.
  5. Установите снизу резервуара опоры из отрезков трубы.
  6. Врежьте штуцеры, отступив от дна и крышки на менее 10 см, как показано на ниже на фото.
  7. Приварите к стенкам металлические скобки, которые послужат кронштейнами для крепления теплоизоляционного материала и обшивки.

На фото показана растяжка из широкой полосы, но лучше применить трубу

Совет по монтажу внутренних распорок. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибанию и не оборвались по сварке, выпустите концы растяжек наружу на 50 мм. Затем дополнительно приварите к ним ребра жесткости из стального листа или полосы. О внешнем виде не волнуйтесь, торцы труб потом скроются под облицовкой.

Стальные скобки (клипсы) привариваются к корпусу для крепления утеплителя и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить теплоаккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, наполнив водой либо смазав все швы керосином. Теплоизоляция выполняется достаточно просто:

  • зачистите и обезжирьте все поверхности, нанесите на них грунтовку и краску с целью защиты от коррозии;
  • оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а после закрепите с помощью шнура;
  • нарежьте облицовочный металл, сделайте в нем отверстия под патрубки;
  • прикрутите обшивку к кронштейнам саморезами.

Листы облицовки прикручивайте так, чтобы они были связаны между собой крепежом. На этом изготовление самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 л, то ставить его на бетонный пол нежелательно, лучше устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя грунта. Потом засыпьте ее битым камнем (бутом), уплотните и заполните жидкой глиной. Сверху залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема устройства фундамента под аккумуляторный бак

Правильная работа теплового аккумулятора построена на горизонтальном движении горячего и охлажденного потока внутри резервуара, когда батарея «заряжается», и вертикальном течении воды во время «разряда». Чтобы организовать такую работу батареи, нужно выполнить следующие мероприятия:

  • контур твердотопливного или другого котла подключается к накопительному баку для воды через циркуляционный насос;
  • отопительная система снабжается теплоносителем с помощью отдельного насоса и смесительного узла с трехходовым клапаном, позволяющим отбирать из аккумулятора необходимое количество воды;
  • насос, установленный в котловом контуре, по производительности не должен уступать агрегату, подающему теплоноситель к отопительным приборам.

Схема обвязки бака – аккумулятора тепла

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора с ТТ-котлом представлена выше на рисунке. Балансировочный вентиль на обратке служит для регулирования потока теплоносителя по температуре воды на входе и выходе емкости. Как правильно производится обвязка и настройка, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоматериале:

Справка. Если вы проживаете в столице РФ или Подмосковье, то по вопросу подключения любых теплоаккумуляторов можете проконсультироваться лично с Владимиром, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте.

Бюджетный аккумулирующий бак из баллонов

Тем домовладельцам, у кого площадь котельной сильно ограничена, мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана.

Самодельный накопитель тепла в паре с ТТ-котлом

Конструкция на 100 л, разработанная другим нашим мастером — экспертом Виталием Дашко, призвана выполнять 3 функции:

  • разгружать твердотопливный котел при перегреве, воспринимая излишки теплоты;
  • нагревать воду для хозяйственных нужд;
  • обеспечивать обогрев дома в течение 1—2 часов в случае затухания ТТ-котла.

Примечание. Длительность автономной работы теплоаккумулятора невелика из-за малого объема. Зато он поместится в любое помещение топочной и сможет отводить тепло от котла после отключения электричества, поскольку присоединен напрямую, без насоса.

Так выглядит без облицовки резервуар, сделанный из баллонов

Для сборки накопительного бака вам потребуется:

  • 2 стандартных баллона из-под пропана;
  • не менее 10 м медной трубки Ø12 мм либо нержавеющей гофры такого же диаметра;
  • штуцеры и гильзы для термометров;
  • утеплитель – базальтовая вата;
  • крашеный металл для обшивки.

От баллонов нужно открутить вентили и отрезать крышки болгаркой, наполнив их водой во избежание взрыва остатков газа. Медную трубку аккуратно изгибаем в змеевик вокруг другой трубы подходящего диаметра. Дальше действуем так:

  1. Пользуясь представленным чертежом, просверлите отверстия в будущем теплоаккумуляторе под патрубки и гильзы для термометров.
  2. Закрепите сваркой внутри баллонов несколько металлических скоб для монтажа теплообменника ГВС.
  3. Поставьте баллоны один на другой и сварите между собой.
  4. Установите внутрь получившегося бака змеевик, выпустив концы трубки через отверстия. Для уплотнения этих мест используйте сальниковую набивку.
  5. Приделайте дно и крышку.
  6. В крышку врежьте штуцер для сброса воздуха, в дно – патрубок сливного крана.
  7. Приварите кронштейны для крепления обшивки. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие имело прямоугольную форму. Сгибать облицовку полукругом будет неудобно, да и выйдет не эстетично.
  8. Сделайте утепление резервуара и прикрутите обшивку саморезами.

Стыковка бака с ТТ-котлом без циркуляционного насоса

Особенность конструкции данного теплоаккумулятора заключается в том, что он соединяется с твердотопливным котлом напрямую, без циркуляционного насоса. Поэтому для стыковки применяются стальные трубы Ø50 мм, проложенные с уклоном, теплоноситель циркулирует самотеком. Для подачи воды к радиаторам отопления после буферной емкости устанавливается насос + трехходовой смесительный клапан.

Заключение

На многих интернет-ресурсах встречается утверждение, что изготовить теплоаккумулятор своими руками – плевое дело. Если вы изучите наш материал, то поймете, что подобные высказывания далеки от реальности, на самом деле вопрос довольно сложный и серьезный. Нельзя просто взять бочку и приладить ее к твердотопливному котлу. Отсюда совет: хорошенько продумайте все нюансы, прежде чем приступать к работе. А без квалификации сварщика за буферную емкость не стоит и браться, лучше ее заказать в специализированной мастерской.

чертежи, схема аккумулирующей емкость для отопления

В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

  • при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
  • накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;

Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.

Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.

Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

  • тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
  • время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Q = cmΔt

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

m = Q / c Δt, где:

  • Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
  • с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
  • Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Рекомендации по изготовлению

Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.

Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.

В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.

Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.

Чем утеплить теплоаккумулятор

Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.

Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.

Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:

Статья в тему: Как сделать отопление в частном доме – подробное руководство

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Теплоаккумулятор своими руками + Схемы и порядок установки

Для большинства любая отопительная система состоит из трех основных частей:

  1. Радиаторов отопления
  2. Трубных магистралей
  3. Отопительного прибора или котла

Однако современные системы могут оснащаться множеством других полезных устройств, одним из которых является тепловой аккумулятор. С его помощью удается накапливать тот избыток энергии, который вырабатывается в котле и расходуется совершенно напрасно.

Содержание статьи:

Большинство моделей представляют собой не что иное, как стальной бак, оснащенный несколькими нижними и верхними патрубками. К первым подключаются источники тепла, ко вторым – потребители. Внутри него располагается жидкость, которую можно использовать в желаемых целях. Изготовить теплоаккумулятор своими руками не составит труда – достаточно времени, рабочих материалов с инструментом и желания.

Вводное видео по установке

Принцип работы

В основе принципа работы теплового аккумулятора лежит высокая теплоемкость воды. Описать его можно следующим образом:

  • Трубопровод котла подключается к верхней части бака, в которую поступает горячая вода – максимально нагретый теплоноситель
  • Внизу располагается циркулирующий насос, который выбирает холодную воду и пускает по системе отопления обратно в котел
  • Очень быстро остывшая ранее жидкость сменяется вновь нагретой

Когда котел прекращает работать, вода в трубопроводных магистралях системы отопления начинает постепенно остывать. Циркулируя, она попадает в бак, в котором начинает выдавливать горячий теплоноситель в трубы. Таким образом, обогрев помещений будет продолжаться определенный временной промежуток.

Функции, которые выполняет теплоаккумулятор

Современные тепло накопительные устройства – сложные аппараты, которые выполняют не одну полезную функцию:

  1. Способны обеспечивать дом горячим водоснабжением
  2. Стабилизируют температурный режим в помещениях
  3. Позволяют увеличить КПД систем отопления до максимально возможного, снижая денежные затраты на топливо
  4. Способны объединять более одного источника тепла в общий контур и наоборот
  5. Накапливают избыточную энергию, вырабатываемую котлом

Несмотря на все положительные функции, которые выполняет тепловой аккумулятор в системе отопления, он имеет два существенных недостатка:

  • Ресурс воды напрямую зависит от вместимости установленного бака, тем не менее он остается ограниченным и имеет быстрое свойство заканчиваться. Будет не лишним дополнительная система подогрева из вне
  • Из первого недостатка плавно появляется второй: более ресурсоемкие установки требуют большой свободной площади для их размещения, например, отдельного помещения в виде котельной

В дополнение советуем прочитать наше руководство по сборке солнечного коллектора своими руками

Простой тепловой аккумулятор

Самый простейший теплоаккумулятор своими руками можно изготовить, основываясь на принципе работы термоса – он за счет своих непроводящих тепло стенок не позволяет жидкости остывать на протяжении продолжительного временного периода.

Для работы необходимо подготовить:

  • Бак желаемой емкости (от 150 л)
  • Теплоизоляционный материал
  • Скотч
  • Тэны или медные трубки
  • Бетонную плиту

Вначале очередь следует подумать над тем, что будет представлять собой непосредственно бак. Как правило, используют любую имеющуюся под руками металлическую бочку. Объем ее каждый определяет индивидуально, но брать емкость менее 150 л не имеет практического смысла.

Выбранную бочку необходимо привести в порядок. Ее следует почистить, удалить изнутри пыль и прочий мусор, обработать участки, на которых начала образовываться коррозия.

Затем готовится утеплитель, которым будет оборачиваться бочка. Он будет отвечать за то, чтоб тепло как можно дольше сохранялось внутри. Для самодельной конструкции прекрасно подойдет вата минеральная. Окутав с внешней стороны емкость, необходимо ее хорошенько обмотать скотчем. Дополнительно поверхность накрывают листовым металлом или окутывают фольгированной пленкой.

Для того, чтобы вода внутри подогревалась, необходимо выбрать один из вариантов:

  1. Установка электрических тэнов
  2. Установка змеевика, по которому будет пускаться теплоноситель

Первый вариант достаточно сложен и не безопасен, поэтому от него отказываются. Змеевик же можно соорудить самостоятельно из медной трубки диаметром 2-3 см и длиной около 8-15 м. Из нее сгибается спираль и помещается в внутрь.

В изготавливаемой модели тепловым аккумулятором является верхняя часть бочки – из нее необходимо пустить отводной патрубок. Снизу устанавливается еще один патрубок – вводной, через который будет поступать холодная вода. Следует их оснастить кранами.

Простое устройство готово к использованию, но перед этим предстоит решить вопрос, связанный с пожарной безопасностью. Располагать такую установку рекомендуется исключительно на бетонной плите, по возможности отгородив стенками.

Как подключить

Человек, который много раз сталкивался с устройством систем отопления, без труда должен изготовить тепловой аккумулятор своими руками и произвести дальнейшее подключение. Не должна составить особой сложности подобная работа и для новичка.

Словами схему подключения можно описать следующим образом:

  1. Транзитом сквозь весь бак должен проходить по тепловому аккумулятору обратный трубопровод, на его концах должны быть предусмотрены полуторадюймовый вход и выход
  2. Вначале между собой соединяются обратка котла и бак. Между ними должен размещаться циркуляционный насос, гонящий воду из бочки в отсекающий кран, расширительный бак и отопительный прибор
  3. Циркуляционный насос и отсекающий кран также монтируют со второй стороны
  4. Соединять подающий трубопровод необходимо по аналогии с предыдущим, однако теперь тепловые насосы не устанавливаются

Стоит отметить, что подобным образом подключается теплоаккумулятор к отопительной системе, работающей на базе всего одного котла. Если их количество увеличивается, схема значительно усложнится.

Емкость должна дополнительно оснащаться термометром, датчиками давления внутри и взрывным клапаном. Накапливая постоянно тепло, бочка может со временем перегреться. Чтобы не допустить взрыва, необходимо сбрасывать периодически избыточное давление.

Теплоаккумулятор и разные виды отопительных систем

Устанавливать тепловой аккумулятор можно совместно с различными отопительными системами. Взаимодействуя с каждой из них, он предоставляет ряд преимуществ и быстро окупается.

Наиболее распространены теплоаккумуляторы, установленные совместно отопительным оборудованием, работающем на твердом топливе, у которых количество остатков минимально. Доведя КПД до максимально-возможного, они очень быстро разогревают отопительные радиаторы, которые вскоре изнашиваются. Часть вырабатываемой энергии лучше копить и воспользоваться, когда в ней действительно возникнет потребность.

Двукратный ночной тариф за электроэнергию – проблема для владельцев электрических отопительных котлов. Таким образом в дневное время теплоаккумулятор будет накапливать в себе тепло по более выгодной стоимости, а в ночное – отдавать его отопительной системе.

Применяются подобные установки в многоконтурных системах, распределяя воду между контурами. Если установить патрубки на разных высотах, можно осуществить отбор воды с разной температурой.

Варианты модернизации

Глядя на простейший теплоаккумулятор своими руками, человек с инженерным образованием наверняка задумается о вариантах его модернизации. Сделать это можно следующими способами:

  • Внизу устанавливают еще один теплообменник, посредством которого может происходить аккумуляция энергии, полученной солнечным коллектором
  • Можно разделить внутреннее пространство бака на несколько секций, сообщающихся между собой, чтобы расслоение жидкости по температурам было более выраженным
  • Тратиться на теплоизоляцию или нет – каждый решает сам для себя. Но несколько сантиметров пенополиуретана существенно снизят тепловые потери
  • Увеличив количество патрубков, можно будет монтировать установку к более сложным отопительным системам с несколькими контурами, работающими независимо
  • Можно сделать дополнительный теплообменник, в котором будет накапливаться питьевая вода

Видео — Тепловой аккумулятор в доме с периодической топкой

Подводим итоги

Собирать теплоаккумуляторы своими руками может абсолютно каждый. Для него нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование, а самая простая модель состоит из комплектующих, которые у хорошего человека всегда в гараже или кладовой.

Все те, кто не доверяет самодельным устройствам, могут ознакомиться с богатым выбором моделей на рынках. Их стоимость более чем приемлемая, а вложенные средства быстро окупаются.

Теплоаккумулятор своими руками. От А до Я

На чтение 9 мин Просмотров 2.1к.

Использование твердотопливных котлов сегодня опять набирает популярность. Это связано с применением в их конструкции новых технологий контроля процесса горения и вспомогательного оборудования позволяющего обойтись без постоянного обслуживания агрегата.

К последним относятся и тепловые аккумуляторы включаемые в систему отопления вместе с котлом. Принцип работы достаточно прост что не исключает возможности сделать теплоаккумулятор собственными руками.

Для чего нужны топливные аккумуляторы?

Это разновидность пассивной отопительной арматуры делающей эксплуатацию системы отопления такой же удобной как и при использовании газового котла. В нем хранится избыток тепловой энергии, когда твердотопливный котел работает в штатном режиме, нагревая воду для системы отопления и ГВС.

Когда интенсивность пламени в топке снижается вплоть до полного угасания, горячая вода из аккумулятора автоматически начинает подаваться в систему. Таким образом можно поддерживать комфортную температуру до следующего розжига котла после чего аккумулятор автоматически возвращается в режим зарядки.

Конструкция

Представляет собой металлический бак различной, но чаще всего овальной формы, оснащенный фланцами для подключения входящих и выходящих трубопроводов.

По имеющейся оснастке аккумуляторы подразделяют на:

  • Простые – не имеющие внутри дополнительных узлов.
  • Сложные – оснащенные дополнительными конструктивными элементами, располагаемыми внутри.

Емкость выполняется из углеродистой или нержавеющей стали путем сваривания листового металла. Внутри аккумулятора могут находиться теплообменники через которые циркулирует котловая вода тем самым подогревая воду в емкости.

Их количество и конструкция обуславливаются мощностью аккумулирующего устройства. В качестве дополнительных также могут применяться отдельная емкость для подогрева воды на нужды ГВС и встроенный электронагреватель.

Принцип работы теплоаккумулятора

Принцип работы твердотопливного котла ранее подразумевал необходимость круглосуточного добавления топлива. С появлением теплоаккумулятора эта проблема исчезла. Котловая вода проходя через теплообменники внутри бака частично отдает свое тепло находящейся в нем воде и воде в дополнительном баке для нужд ГВС.

При полном сгорании топлива в топке циркулирующий по системе теплоноситель начинает охлаждаться и в систему подается теплоноситель из бака. Наличие автоматической подачи зависит от сложности отопительной системы, в самодельных же аккумуляторах нередко обходятся и без этой опции делая переключение вручную.

В некоторых моделях встраивают электрический нагреватель что позволяет еще больше увеличить время работы в режиме разрядки.

Где используется устройство?

Сфера применения аккумулятора – отопительные системы различной конструкции. По сути, нет ограничения ни для каких систем, однако чем она больше, тем должна быть большей и емкость резервуара. В промышленных моделях предусматривается возможность создания каскада из нескольких аккумуляторов подключаемых друг к другу.

Обзор лучших моделей

На российском рынке, сегодня предлагают свою продукцию хорошо известные зарубежные компании, а также отечественные производители:

  • Buderus (Германия) – теплоаккумуляторы универсального типа подходящие для работы с котлами других марок твердотопливных котлов. Выпускаются три модели устройств: PS – с объемом от 200 до 2000 литров, не оснащаются внутренними теплообменниками и могут использоваться для хранения холодной воды; PR и PNR – с объемом на 500, 750 и 1000 литров. Конструктивная особенность PNR это возможность подключения к солнечному коллектору. Баки выполнены из углеродистой стали и оснащены слоем изоляции из пенопласта толщиной 100 мм.
  • Hajdu (Венгрия) – отличаются сбалансированной стоимостью относительно качества. Толщина теплоизоляционного слоя составляет 100 мм. Выпускаются серии РТ и AQ PT отличающиеся емкостями баков. AQ PT может не оснащаться внутренними теплообменниками либо иметь один или два. В серии РТ предусмотрен электрический нагреватель что позволяет продлить время разрядки и использовать электроподогрев ночью при наличии многотарифного электросчетчика.
  • Lapesa (Испания) – выпускает модели MASTER INERTIA, MASTER VITRO, MASTER INOX и GEISER INERTIA. В модельном ряду конструкции предназначенные для промышленной и бытовой установки. Для изоляции баков используется полиуретан что значительно снижает теплопотери. Внутренние стенки баков MASTER VITRO эмалируются, а в серии MASTER INOX используется нержавеющая сталь. Объем варьируется от 800 до 5000 литров, емкости опционально оснащаются ТЭНом и внутренними теплообменниками.
  • NIBE (Швеция) – модельный ряд предусматривает возможность синхронизации аккумулятора с такими узлами отопительной системы как солнечный коллектор или тепловой насос. Возможно каскадное подключение сразу нескольких баков для увеличения аккумулирующей мощности. Устройства оснащаются встроенным электронагревателем и теплообменниками. Термоизоляция выполнена из пенополистирола толщиной до 80 мм. Для изготовления используется нержавеющая и углеродистая с покрытием из эмали сталь. Объем моделей варьируется от 100 до 1000 литров.
  • S-TANK (Беларусь) – одна из самых доступных по цене серий отличающаяся высоким качеством. Для изготовления используется нержавеющая и углеродистая сталь. Устройство адаптировано к работе с водой имеющей низкие химические показатели. Для антикоррозионной защиты нанесен усиленный слой эмали. Объем выпускаемых баков варьируется от 100 до 2500 литров. Предусмотрена возможность каскадного подключения при необходимости увеличения мощности.

Отзывы

Не верили что аккумулятор будет работать настолько эффективно. Капитальные вложения большие, но теперь нет необходимости подсыпать ночью уголь.

Оценка:

Екатерина

Пришлось пожертвовать третьей частью подвала своего дома, но оно того стоит, утром просыпаешься в тепле.

Оценка:

Виталий

После установки аккумулятора окончательно отказался от мысли установить газовый котел твердое топливо с аккумулятором выходит намного дешевле.

Оценка:

Егор

Как изготовить теплоаккумулятор своими руками?

Устройство аккумулятора и принцип работы довольно просты. Даже изготовленные собственноручно резервуары могут повысить эффективность домашней системы отопления и сделать эксплуатацию намного удобнее.

Особенности устройства

Основа конструкции – это надежный резервуар могущий выдержать перепады давления. Для этой цели можно использовать старые газовые баллоны или иные емкости промышленного назначения. В системах без циркуляционного насоса установка должна производиться выше ниже радиаторов. Вода будет циркулировать естественным способом подчиняясь законам гравитации.

В домашних условиях нецелесообразно нарушать целостность бака для установки теплообменников. В большинстве случаев переоборудование сводится к просверливанию двух отверстий на верхней и нижней границах уровня, куда и подключаются подающий и отводящий патрубки.

Поток теплоносителя просто проходит через бак, который выступает в качестве буферной емкости. В случае перегрева котла он воспринимает на себя излишнюю тепловую энергию. По окончанию работы котла, вентили подающего и обратного трубопроводов перекрываются, таким образом, поток теплоносителя начинает идти исключительно через аккумулятор.

Если резервуар не оснастить собственным циркуляционным насосом, в случае монтажа вверху то движение теплоносителя остановится. Не лишним будет и монтаж электрического нагревателя, его установить достаточно просто в отличие от внутренних теплообменников.

Расчет объема и мощности

Выбор объема резервуара неразрывно связан с мощностью котла и объемом помещения где он будет находиться. Чем больше емкость тем больше вес, поэтому монтаж на перекрытиях производится исходя из их материала и веса наполненного бака.

Если помещение необходимого объема отсутствует, а меньшая мощность не удовлетворяет расчетным параметрам, то устанавливают два бака в разных помещениях здания. Не рекомендуется приобретать аккумулятор с емкостью большей чем расчетная поскольку мощность котла должна быть в два больше и система будет работать неэффективно.

За расчетное берется условие что при расходе 1 КВт тепловой энергии на нужды отопления, требуется от 25 до 50 литров теплоносителя. Предполагается, что аккумулирование составит 90 градусов, а после того как он включится в работу, разрядка будет продолжаться до 50 градусов. Выбор мощности производится по таблице учитывающей эту разницу.

Объем теплового аккумулятора, 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

Рекомендации по изготовлению

При самостоятельном изготовлении прямоугольного резервуара из листового металла, следует особое внимание уделить сварным швам. При отсутствии опыта лучше обратиться к квалифицированному сварщику который правильно подберет электроды и сделает соединение. При несоблюдении технологии даже выполненный из нержавеющей стали агрегат даст течь по швам.

Необходимо оборудовать вентилями входящий и уходящий трубопроводы. Подключение насоса выполнять параллельно с обратным клапаном, а установку ТЭНа производить только на дне. При использовании нержавеющей стали, монтаж аккумулятора выполняется исключительно на нижнем этаже.

Чем утеплить?

Выбор утепляющего материала зависит от формы бака, в остальном они все показывают достаточно высокую эффективность:

  • Цилиндрический бак — применяются рулонные фольгированные утеплители в комплексе с гибкими плитами из минеральной ваты.
  • Прямоугольный бак — жесткие плиты применяемые в утеплении фасадов, пенопласт или гибкие утеплители.

Как подключить?

Все работы связанные с внесением изменений в схему теплоснабжения следует проводить в летнее время при отключенном оборудовании и слитом теплоносителе.

Этапы установки

  1. Подготовка системы, слив теплоносителя.
  2. Определение места врезки.
  3. Приваривание отводов к отходящему от котла трубопроводу.
  4. Нарезание резьбы и установка запорной арматуры.
  5. Приваривание обводного трубопровода котла.
  6. Подключение аккумулятора.

Особенности установки и схема подключения

В своем доме можно использовать самую простую гравитационную схему, если отапливаемая площадь небольшая. Аккумулятор в таком случае устанавливается на уроне котла или ниже. Таким образом, циркуляционный насос не понадобится, так как источник тепла находится внизу и соответственно теплые слои всегда будут стремиться вверх.

Необходимо помнить что чем дальше от котла находится устройство, тем больший участок трубопровода придется проложить, а это лишние потери тепла. Аккумулятор включается параллельно уходящему их котла трубопроводу. Это делается для того чтобы можно было вывести его из работы. Для этого же в трубопровод врезается вентиль.

Одновременно, от приходящего трубопровода делается отвод с врезкой вентиля на аккумулятор. Таким образом можно будет произвести переключение потока воды с котла на резервуар, тем самым снизив гидравлическое сопротивление цепи и не обогревая остывающий котел. Перед растопкой котла следует провести обратное переключение.

Практические советы

  1. Даже при нижней установке аккумулятора рекомендуется оснастить его циркуляционным насосом. Это значительно повысит теплоотдачу и снизит потери тепла через стенки трубопроводов.
  2. При использовании трубопроводов ПВХ, желательно комбинировать их с металлической запорной арматурой, так как это даст возможность всегда произвести ее ремонт.

Эти устройства требуют достаточно больших капитальных затрат, из-за большого количества металла. Вложившись один раз, можно за один-два сезона окупить все затраты, поскольку аккумулятор может выполнять и роль бойлера для ГВС, таким образом не придется тратиться на покупку и монтаж еще одного прибора.

Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками

Теплоаккумулятор содержит большой объем воды (теплоносителя), поэтому может накапливать тепловую энергиюЮ и отдавать ее, когда котел не работает. Это позволяет значительно реже подходить к твердотопливному котлу, фактически раз в двое суток в межсезонье, если котел мощный и дом утепленный, а также дает возможность использовать по максимуму на благо отопления дешевый ночной тариф электроэнергии.

Идея установить буферную емкость (теплоаккумулятор) выглядит блестящей для всех умученных дежурством у котлов, но разбивается о ценник на теплоаккумуляторы. Оказывается, что увеличить комфорт не слишком то и дешево. Но может получится сделать теплоаккумулятор своими руками? Ведь на первый взгляд ничего сложного…

 

Как можно сделать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплоаккумулятора, как правило, – бочка, круглая в сечении. Объм обычно в пределах 500 – 2000 литров. Диаметр – до метра, высота до 2,5 метров. Размещается на ножках, с множеством вваренных штуцеров. Может содержать в себе 1 или 2 или больше спиральных теплообмеников, для подсоединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды…

Емкость утеплена слоем теплоизоляции, чтобы не перегревать воздух в котельной. В фирменных теплоаккумуляторах внутри организована сложное распределение потоков… Можно взглянуть на рекламу Buderus на видео…

 

Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки

Чтобы создать правильное направление потоков, подключение к буферной емкости выполняются следующим образом.

  • Подача с котла – в верхней части.
  • Подача из емкости на радиаторы – в верхней части, на уровне подачи котла
  • Обратка с радиаторов – в нижней части.
  • Обратка на котел – в нижней части, чуть ниже обратки с радиаторов.

При этом жидкость в теплоаккумуляторе обязательно должна двигаться сверху вниз, по кольцу контура котла, а также — от котла к радиаторам.

Отследить направление движения жидкости можно по температурным датчикам — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиаторов.

Важно соблюсти принцип:  – расход теплоносителя в контуре котла должен превышать расход в радиаторах, только тогда теплоаккумулятор сможет нормально работать. Это обычно обеспечивается большим гидравлическим сопротивлением контура потребителей, при одинаковых насосах.

Радиаторы получат горячий теплоноситель сразу, как он появится внутри теплоаккумулятора, забирая его своим насосом с верхней части, что обеспечивает оперативность управления всем отоплением и реагирование на суточные перепады температур.

Важнейший вопрос при установке теплоаккумулятора – защита котла от холодной обратки, выполняется обязательно, например с помощью трехходового клапана.

 

Основы конструирования буферной емкости

Гораздо предпочтительнее использовать большую готовую бочку или трубу, тогда будет намного меньше сварных швов, чем в самодельной прямоугольной конструкции.

  • Ввариваются патрубки 3/4 дюйма для подключения контуров. Но контур твердотопливного котла, для реализации аварийного самотечного циркулирования, желательно создавать не менее 1дюйма, при этом подача от котла, где возможен перегрев, – стальная.
  • Сливной патрубок, он же и очиститель шлама – в самой нижней части.
  • В крышке рекомендуется создать патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.

Сделать буферную емкость самостоятельно может лишь квалифицированный сварщик. Пример создания теплоаккумулятора из бочек, но явных ошибок схемотехники повторять не стоит…

Одно из пропагандируемых некоторыми специалистами решений – 4 дешевые бочки 200 литров, попарно соединенные патрубками большого диаметра…

 

Какой объем буферной емкости понадобится

Ключевой вопрос – какой объем теплоаккумулятора можно считать достаточным. Обычный режим работы – разогрев до +90 градусов и остывание до +60 градусов, пока работа радиаторов будет эффективной… В разнице 30 градусов заключается та энергия, которую можно накапливать и использовать.

Несложный тепловой расчет показывает, что одной тонны воды будет достаточно для обогрева среднеутепленного дома 100 м кв в самые пиковые морозы в течении 5 часов. А при средне-сезонной температуре – сутки.

На практике, емкость 1,2 тонны в хорошо утепленном небольшом доме позволяет не подходить к котлу 30 кВт на дровах в течении 2 суток… Ставить буферную емкость менее 0.8 тонны особого смысла нет…

 

Вопрос утепления

Не нужно спешить накладывать утеплитель до завершения полных испытаний с нагревом и под давлением. При нагреве свыше 60 градусов полистиролы начинают усиленно разлагаться, выделяя яд. Для буферной емкости лучше использовать неплотную минеральную вату толщиной 5 см, ее изоляцию от жилого пространства сделать фольгированным вспененным полиэтиленом проклеенным скотчем.

 

Буферная емкость из еврокуба

Недорого можно приобрести б/у полиэтиленовые емкости на тонну воды, находящиеся в металлической решетке. Их допустимый предел нагревания — +70 градусов, — выше начинает проявляться текучесть материала. Но среди достоинств  – предельная дешевизна изготовления, можно все сделать своими руками без привлечения сварщика… Что из этого получается, смотрите видео.

Теплоаккумулятор своими руками — описание и изготовление!

Самостоятельное изготовление теплоаккумулятора под силу каждому человеку, имеющему навыки работы с элементарными слесарными и хозяйственными инструментами. Для сборки такого агрегата не придется покупать какие-либо дорогостоящие детали и материалы. Комплектующие для самой простой модели можно найти в гараже либо кладовой любого запасливого и хозяйственного человека.

Теплоаккумулятор

После изучения следующего руководства вы сможете самостоятельно изготовить теплоаккумулятор и подключить его к отопительной системе.

Устройство и особенности работы теплоаккумулятора

По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.

Схема подключения

Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:

  • в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;
  • верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;
  • циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.

Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом.

Цены на теплоаккумуляторы для систем отопления

Теплоаккумуляторы для систем отопления

Ключевые функции теплонакопителей

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

  • обеспечение пользователя горячей водой;
  • нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
  • повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
  • возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
  • накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т.д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

  • ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
  • более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.

Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бакаСхема установки

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.

Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:

  • бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
  • материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
  • клейкая лента;
  • медные трубки для изготовления змеевика;
  • бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.

Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.

Первый шаг

Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очищаем ее от различных загрязнений и зачищаем следы коррозии.

Теплоаккумулятор, общий видТеплоаккумулятор, патрубки. 1 — система отопления. 2 — верхний змеевик. 3 — нижний змеевик. 4 — охлаждение ТА. 5 — группа безопасности. 6 — магниевый анодТеплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 — термометры Wats. 2 — твердотопливный котел. 3 — термодатчики для контроллера солнечных систем

Второй шаг

Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.

Третий шаг

Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.

Четвертый шаг

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.

ТеплоаккумуляторЗмеевик — теплообменникТрубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезовПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаУтепление теплоаккумулятора

Пятый шаг

Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Шестой шаг

Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.

Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.

Важно! Бочку можно ставить только на плиту из бетона. Покупаем готовое изделие либо отливаем основание самостоятельно.

По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.

Использование теплоаккумулятора в разных системах обогрева

Схема ГВС

Теплоаккумуляторы эффективно показывают себя при использовании в самых разнообразных системах обогрева. При этом в каждом случае подобный накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.

Чаще всего тепловыми аккумуляторами комплектуются системы твердотопливного обогрева. Установка будет способствовать более экономичному расходу топлива и эффективному обогреву, а также предотвратит преждевременный износ отопительных радиаторов.

Не лишним будет тепловой аккумулятор и в системе электрического отопления, в особенности в регионах с двойным тарифом за электричество. Ночью, когда электроэнергия продается потребителю по более доступной стоимости, аккумулятор будет накапливать тепло. Днем же можно будет на некоторое время выключить котел и топить силами теплоаккумулятора.

Используются накопители и в многоконтурных отопительных системах. Благодаря ним обеспечивается распределение теплоносителя между контурами. Монтаж патрубков может быть выполнен на разной высоте, что позволит получать воду, нагретую до разной температуры.

Несколько слов о модернизации

Схема подключения

При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.

  1. Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
  2. Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
  3. Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
  4. Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
  5. Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.

Солнечный коллекторАбсорбер частично выгнут буквой UПрактически замкнут в кольцоОбщий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора

Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.

Удачной работы!

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

 

Теплоаккумулятор Jaspi (л) Время нагрева (час.) при мощности                
20 кВт 25 кВт 30 кВт 35 кВт 40 кВт 45 кВт 50 кВт 55 кВт 60 кВт
500
1000 2,3
1200 2,8 2,2
1500 3,5 2,8 2,3
1800 3,4 2,8 2,4 2,1
2000 3,1 2,7 2,3 2,1
2400 3,2 2,8 2,5 2,2 2,0
3000 3,5 3,1 2,8 2,5 2,3
3500 3,3 3,0 2,7
4000 3,4 3,1
4500 3,5

Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками

Содержание:

1. Принцип работы тепловых аккумуляторов

2. Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме

3. Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов

Отопление – одна из важнейших систем жилого помещения. На сегодняшний день существует большой выбор приборов, упрощающих хозяевам процесс нагрева жилых построек и отличающихся высоким уровнем функциональности и эффективности. Однако не многие знают о таком оборудовании, как тепловой аккумулятор, принцип работы которого заключается в накапливании тепла на протяжении некоторого времени.

Типов таких механизмов существует несколько, кроме того, важно отметить, что наибольшей эффективности такие устройства достигают в том случае, если они монтируются в тех отопительных системах, которые работают на твердом топливе. Поэтому следует более детально рассмотреть, каким образом можно соорудить тепловой аккумулятор своими руками, а также изучить особенности его монтажа.

Принцип работы тепловых аккумуляторов

Тепловой аккумулятор в системе отопления работает по следующему принципу: часть тепла, поступающего от котла, идет к дополнительному устройству, помещенному в большой резервуар.

Изначально эти агрегаты не отдают тепло, накапливая его на протяжении некоторого промежутка времени, но при заполнении емкости они могут выделять тепловую энергию при условии неисправности основного оборудования. Это значит, что в том случае, если отопительный аппарат не функционирует, то особый датчик приводит в действие насос, вследствие чего теплоноситель поступает в охлажденную систему.


Безусловно, это приведет к некоторому снижению уровня воды, однако качественная термоизоляция позволит сохранить нужную температуру.

Правила монтажа теплоаккумулятора в частном доме

Сконструировать аккумулятор тепла своими руками абсолютно реально, но для этого следует четко соблюдать установленный порядок действий:

  1. Тепловой аккумулятор для отопления имеет в своей конструкции следующие детали:
    — теплоноситель, которым может выступать не только вода, но и, например, камень;
    — электрический нагреватель;
    — теплообменник спиралевидной формы;
    — подводная и отводная части;
    — термометр;
    — элемент, закрепляющий теплообменник и термометр;
    — бетонное основание;
    — бетонный корпус;
    — теплоизоляция;
    — слив теплоносителя.
  2. Подобная система имеет некоторое сходство с принципом функционирования стандартного термоса. Корпус такого аккумулятора можно создать из обычной бочки из металла с объемом не менее 200 литров (почитайте: «Правильная схема отопления с теплоаккумулятором»).
  3. Создавая самодельный тепловой аккумулятор, верхнюю часть применяемой бочки нужно обернуть изоляцией, которой может выступать привычная всем минеральная вата. После ее фиксации требуется накрыть всю систему фольгой, а затем закрепить полученную конструкцию скотчем.
  4. Чтобы обеспечить воде качественный обогрев до нужной температуры, тепловые аккумуляторы для индивидуального отопления оснащаются специальными змеевиками или ТЭНами (трубчатыми электронагревателями). Змеевиком может послужить труба из меди диаметром в 2 см, свернутая в спираль.
  5. Верхнюю часть ранее описанной бочки, которая и представляет собой аккумулятор тепла для системы отопления, нужно оснастить парубком отвода, а снизу оборудовать деталь подвода. Так, снизу будет поступать холодный теплоноситель, а сверху выходить уже в нужной степени прогретый.
  6. Изготавливая тепловые аккумуляторы фазового перехода, очень большое значение следует придать такому его свойству, как пожаробезопасность. При возникновении трудностей в процессе монтажа и во избежание неприятностей всегда можно обратиться за советом и квалифицированной помощью к специалистам, способным не только предоставить фото образцов этих устройств, но и выполнить расчет теплового аккумулятора и правильно установить этот механизм.

Сфера применения тепловых отопительных аккумуляторов

Используются эти бытовые нагревательные приборы для разных целей, в частности:

  1. Для того чтобы увеличить эффективность обогрева теплоносителя при острой потребности в постоянном потреблении горячей воды.
  2. При использовании ночного тарифа на электричество. Зарядка аккумулятора будет проходить ночное время, что позволить сэкономить на электроэнергии, а непосредственно в светлое время суток водяной тепловой аккумулятор будет отдавать накопленное за ночь тепло.
  3. В случае, когда используемое топливо относится к твердому типу (уголь, дрова и пр.). При сгорании этих материалов тепловой энергии выделяется с избытком, поэтому значительную ее часть можно направить к аккумулятору. Читайте также: «Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками – конструкция, особенности устройства».

Подробнее о тепловых аккумуляторах смотрите на видео:


Основываясь на всем вышесказанном, можно с уверенностью утверждать, что тепловой топливный аккумулятор – это универсальное и эффективное оборудование, позволяющее сократить значительную часть расходов на электричество и обеспечивающее помещение дополнительным нагревом. Кроме того, применение таких аппаратов позволит в значительной степени продлить эксплуатационный срок всей отопительной системы.

Как построить термальный магазин своими руками — Информация о жизни, обучение, продукты и услуги с низким уровнем воздействия

Тепловой накопитель используется для решения следующей задачи: у вас есть дровяная печь, но по утрам, когда вы ее разжигаете, и в помещении становится немного теплее, вы выходите из дома. Если вы закроете печь, чтобы она горела всю ночь, это очень плохая идея с точки зрения загрязнения и накопления смолы в дымоходе, что может привести к возгоранию дымохода. Или, может быть, вы бываете в доме и выходите весь день, но не хотите, чтобы огонь продолжался весь день — это пустая трата времени.

Ответ — термоаккумулятор. По сути, это большой резервуар для хранения воды с очень хорошей изоляцией, который вы нагреваете с помощью котла на дровяной печи (или с помощью солнечных панелей для горячего водоснабжения), который может питать радиаторы или полы с подогревом в любое время. Затем вы можете зажечь свой огонь вечером, и он будет поддерживать тепло в вашем тепловом хранилище, чтобы вы могли использовать его, когда захотите. Вы можете купить термальные магазины, но они могут быть довольно дорогими. Наш друг Сьюн объясняет здесь, как (если у вас вообще есть такая возможность), вы можете сделать его самостоятельно из переработанных материалов.Его компания продает термальные магазины, но эй, он именно такой парень. Вот Суне… ..

У меня есть товарищ-фермер по дороге, который запускает небольшой котел, чтобы обогреть свое жилище. Проблема в том, что он должен поддерживать котел в рабочем состоянии, чтобы иметь хоть какое-то тепло, а это также означает, что он много времени спит, что не хорошо для котла или дымохода и значительно снижает эффективность. Ему нравится удобство термального магазина, но он хочет, чтобы оно было дешевым (ну, в конце концов, он же фермер — Дэйв).Мы вместе набросали эту идею использования старых медных водонагревателей. Вам нужно будет лучше изолировать резервуары, поскольку стандартная изоляция, с которой они поставляются, на самом деле не на высоте, но это не ракетостроение. Просто убедитесь, что вы используете что-то, что может выдерживать тепло, например, стекловату. Также хорошо изолируйте все трубопроводы — вы удивитесь, сколько тепла вы можете потерять из-за плохо изолированной трубы или клапана.

Так что купите себе два или три старых медных водонагревателя — на ум приходит центр переработки или eBay.Теперь вам нужно соединить их последовательно, как показано на схеме. Таким образом, тепло будет распространяться сначала по первому резервуару, а затем по следующему. Если вы подключите их параллельно, вам понадобится много времени, чтобы получить приличное количество полезного тепла.

Показанный здесь источник тепла — дровяная печь. Как вы можете видеть, горячий поток из печи идет в верхнюю часть первого резервуара, а холодный возврат возвращается из основания последнего резервуара.

Вода для вашего отопления также поступает из верхней части первого резервуара и возвращается к основанию последнего резервуара, но важно, чтобы поток (или возврат) для нагревательной стороны вещей поступал из другого крана на резервуаре. .Скорее всего, в верхней части первого резервуара будет постукивание погружением, которое вы можете использовать для этого. он будет довольно большим, но можно использовать дешевые стальные втулки, чтобы уменьшить его размер, чтобы вы могли установить трубу стандартного размера.

Теплый пол здесь будет еще лучше

Единица нагрузки (обозначенная буквой L) на плите котла улучшит работу всех нагрузок и обеспечит постоянную температуру воды, поступающей в резервуары, 60ºC или выше. Это означает, что вы быстро получите полезное тепло.В противном случае печь должна нагревать воду во всех баках с шагом около 15 ° C, что займет много времени.

Эта система предназначена только для обогрева, при такой установке вам понадобится еще один резервуар для воды для стирки и купания. Другой вариант — это что-то вроде источника косвенного нагрева в качестве первого резервуара, в котором горячая вода для стирки и купания поступает в змеевик в резервуаре в качестве холодной горячей воды под давлением и выходит из змеевика горячей.

При подборе котельной печи помните, что она должна иметь возможность обогревать ваше здание И нагревать воду в баках, поэтому вам потребуется немного более высокая мощность, чем если бы у вас там не было баков.

Я не включил сюда какие-либо функции безопасности, которые вам нужны, ни спецификации труб и т. Д. Это определенно не схема для создания системы отопления, она предназначена для обсуждения и обмена информацией.

У этого есть свои недостатки, это не так хорошо, как одно целевое тепловое хранилище, но это дешево и относительно просто. Есть также много других возможностей и перестановок.

Sune Nightingale of Stoves Online

Как работают тепловые батареи?

Что такое тепловая батарея?

Любую тепловую массу по определению можно назвать тепловой батареей, поскольку она способна накапливать тепло.В контексте дома это означает плотные материалы, такие как кирпич, кладка и бетон. Даже кувшин с водой, стоящий в солнечном окне, является своего рода тепловой батареей, поскольку он улавливает, а затем выделяет тепло от солнца.

Хорошо изолированный бетонный пол также действует как тепловая батарея; после того, как вы накачаете его полным теплом, он долго остынет (в зависимости от толщины), и в течение этого времени он регулирует внутреннюю температуру.

Одно из практических применений для получения максимальной отдачи от сияющего бетонного пола, поскольку тепловая батарея может быть в областях с колеблющимися затратами на электроэнергию — вы можете настроить пол на таймер, чтобы он включался только в часы с низким тарифом (с 19:00 до 7:00 в Онтарио Например).В течение двенадцати часов, когда он выключен, он действует как аккумулятор, медленно выделяя накопленное тепло, поэтому вам не придется платить по более высоким тарифам в часы пик.

MIT Solar House через Викимедиа

По мере того, как вы переходите в зону активных систем аккумулирования тепла, одним из наиболее распространенных типов тепловых батарей (хотя их не так много) является огромный резервуар для воды, закопанный в землю, который нагревается. солнечными тепловыми панелями.

Даже этот тип системы не нов, первый дом в Соединенных Штатах с активной системой солнечного отопления был построен в 1939 году в кампусе Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) на вершине огромного резервуара с водой, который нагревается. тепловыми солнечными панелями.

Тепловая батарея MIT Solar House через Викимедиа

Что такое тепловые батареи с фазовым переходом?

Использование «фазового перехода» немного поднимает планку — оставайтесь со мной, это будет весело, обещаю 🙂

Требуется значительный вклад энергии, чтобы заставить материал превратиться из твердого в жидкое. Эта энергия высвобождается позже, когда материал снова затвердевает. Пока происходят эти преобразования и материал либо поглощает, либо выделяет энергию, температура остается постоянной.После завершения фазового перехода материал снова начнет изменять температуру.

Так что это означает в реальном выражении? Это означает, что для того, чтобы растопить воду, воск, металл, камень или что-то еще, вам нужно дать ему тонну энергии. но при этом температура не меняется. Таким образом, ваша «батарея» имеет больше энергии, и вы можете хранить больше тепла в том же объеме пространства.

Трудно воспользоваться температурой плавления 0 ° Цельсия, но воск плавится при температуре около 37 ° Цельсия (в зависимости от его точного химического состава), что идеально подходит для сбора и хранения тепла от солнечных тепловых коллекторов.

Как построить тепловую батарею:

Если у вас есть солнечная панель, собирающая тепло (непосредственно нагревающая воздух или жидкость, а не генерирующая энергию с помощью фотоэлектрических элементов), вы можете использовать ее для зарядки своей тепловой батареи. Представьте себе это — большой резервуар с воском (или водой), который нагревается нагревательными змеевиками солнечного коллектора. Через этот же резервуар проходит другой змеевик, который отбирает тепло, чтобы перекачивать его через ваш лучистый пол или любую другую систему распределения тепла, которая у вас есть.

Удельная теплоемкость:

Если вы возьмете твердый парафин (теплоемкость Cp = 2,5 кДж / кг · K и теплота плавления 210 кДж / кг), скажем, 1 кг, при комнатной температуре вам потребуется 2,5 кДж (килоджоулей) тепла, чтобы Блок 1 кг выдерживает температуру от 20 ° C до 21 ° C. Чтобы температура повысилась с 21 ° C до 22 ° C, вам также потребуется 2,5 кДж (то есть такое же количество энергии).

Парафин плавится примерно при 37 ° C. Если она упадет до 36 ° C, вам снова потребуется всего 2,5 кДж, чтобы вернуть ее к 37 ° C, но вам потребуется 210 кДж (в 84 раза больше), чтобы перейти с 37 до 38 ° C.

Это связано с тем, что для того, чтобы расплавиться, необходимо разорвать некоторые химические связи в твердой решетке, а этот процесс требует дополнительной энергии. Итак, в целом, если килограмм парафина лежит при температуре 20 ° C, вам потребуется 252,5 кДж, чтобы довести его до 38 ° C.

Бетон является одним из наиболее распространенных строительных материалов с высокой теплотворной способностью. В отличие от парафина, 1 кг бетона (Cp = 0,88 кДж / кг · K) потребует 15,8 кДж, чтобы сделать то же самое. Для воды (Cp = 4,18 кДж / кг · K) необходимое количество энергии составит 75.2 кДж.

Количество вложенной энергии — это количество энергии, хранящейся в материале, поскольку эта энергия позже будет высвобождаться, когда материал снова остынет до 20 ° C или комнатной температуры. Хотя существует множество материалов, которые можно использовать для аккумулирования тепла, это всего лишь краткое сравнение некоторых из наиболее широко доступных.

Итак, парафин может сохранять в 16 раз больше тепла на килограмм, чем бетон, и в 3,4 раза больше, чем вода. Таким образом, хотя вода может быть не лучшим материалом для хранения тепла, она, безусловно, является наиболее доступной по цене и легкодоступной.

Значение Cp, указанное в тексте выше, относится к теплоемкости материалов.

q = м Cp ΔT

где:

q = энергия [Дж]

m = масса материала [кг]

Cp = теплоемкость материала [кДж / (кг · K)]

ΔT = разница температур [K или ° C]

Подробнее о проектировании дома на основе пассивных солнечных батарей см. Здесь

Схема тепловой батареи предоставлена ​​компанией Alternative-Photonics.com /

Диаграммы тепловых батарей любезно предоставлены компанией Alternative Photonics.

3 Способы обогрева теплицы бесплатно

Теплицы могут быть интересной средой для роста. Это связано с тем, что стандартные тепличные материалы, такие как стекло и пластик («остекление»), очень хорошо пропускают свет и тепло и очень хорошо отводят тепло. При такой большой площади застекленной поверхности теплицы обычно перегреваются в течение дня, если их не контролировать.А поскольку стекло и пластик не обеспечивают теплоизоляции, ночью они теряют тепло, что приводит к их замерзанию. Возьмем, к примеру, этот октябрьский день в Боулдере, штат Колорадо: температура в цельностеклянной теплице колебалась от 110 F до 30 F за один день. Растения, как и люди, этого не любят.

Основная задача тепличного выращивания — это стабилизация этих колебаний температуры. Обычно для этого люди направляют энергию через системы отопления или охлаждения в теплицу. Но более разумный и устойчивый способ создания стабильной тепличной среды — это использовать избыточную солнечную энергию, поступающую в течение дня, хранить ее и использовать в ночное время.Или, если вы работаете с существующей теплицей, добавьте эффективный обогреватель, который использует дешевое и возобновляемое топливо. Все эти стратегии требуют понимания и исследования и требуют определенных первоначальных затрат, но окупаемость в виде дополнительного роста и долгосрочной экономии того стоит.

Также помните, что нет более дешевой энергии, чем энергия, которую вам не нужно использовать, поэтому при проектировании новой теплицы строите ее так, чтобы она не требовала большого нагрева и охлаждения. Это означает создание воздухонепроницаемой, изолированной конструкции, использование подходящих кровельных материалов и ориентацию теплицы с остеклением на юг — откуда исходит весь наш свет в Северном полушарии.Если вы выращиваете в существующей теплице, вы можете, среди прочего, изолировать теплицу и герметизировать воздуховоды. Снижение потребности в энергии до минимума — это всегда первый шаг, а затем используйте следующие стратегии.

1) Хранение солнечной энергии в тепловой массе

Самый простой и распространенный способ выровнять температуру в теплице — использовать тепловую массу, также называемую радиатором. Термическая масса — это любой материал, накапливающий тепловую энергию. Большинство материалов делают это в той или иной степени, но некоторые делают это намного лучше, чем другие.Например, вода удерживает примерно в 2 раза больше тепла, чем бетон, и примерно в 4 раза больше, чем почва.

Объединение массы делает две вещи. Во-первых, он поглощает лишнюю энергию в течение дня, создавая охлаждающий эффект. Когда температура падает ночью, он начинает выделять эту энергию, тем самым «нагревая» теплицу. Примечание: хотя я говорю «охлаждение и нагрев», тепловая масса на самом деле не обеспечивает энергию, а просто накапливает ее и высвобождает позже, как аккумулятор.Размер батареи (или количество энергии, которое вы можете сохранить) зависит от теплоемкости материала и вашей массы. Ниже приведена таблица, в которой сравниваются несколько различных источников тепловой массы и их теплоемкости.

Как к

Самый распространенный способ использования термальной массы — это бочки с водой, потому что они обладают такой высокой теплоемкостью. Уложив несколько бочек с водой на 55 галлонов в теплицу, производитель может добавить много тепловой массы. Бочки следует складывать в штабель под прямыми солнечными лучами, часто на северной стене.Поскольку растениям будет теплее вокруг бочек с водой, поместите более нежные растения, такие как посевные лотки или культуры для теплой погоды, на бочки или рядом с ними. Выращивание с использованием системы аквапоники — симбиотического выращивания рыб и растений — имеет приятное преимущество: аквариум с рыбой увеличивает тепловую массу вдвое. Другие варианты включают в себя строительство теплицы из бетона или камня — например, использование бетонной северной стены или пола из каменной плиты. Даже почва на грядках добавит тепловую массу.

Хотя установка и проста в установке, тепловая масса может медленно реагировать.На распространение тепла по теплице уходит больше времени, что ограничивает его эффективность. Но, учитывая низкую первоначальную стоимость, добавление термальной массы в теплицу является популярным методом продления вегетационного периода. Возможно, это не даст вам круглогодичного роста всего, но, безусловно, может вывести вашу теплицу на новый уровень.

2) Установить теплообменник

Чтобы на один шаг превзойти стандартную тепловую массу, вы можете включить теплообменник для циркуляции воздуха с по — источник массы.У этой идеи много названий. Ее часто называют климатической батареей или системой подземного отопления и охлаждения (SHCS) — название, популяризированное Джоном Крукшенком из sunnyjohn.com. Ceres Greenhouse Solutions, базирующаяся в Боулдере, штат Колорадо, также имеет разновидность системы, называемую системой передачи тепла от земли к воздуху (GAHT).

Существует множество конфигураций, но механизм передачи и хранения энергии всегда один и тот же. Когда теплица нагревается в течение дня, вентилятор нагнетает теплый влажный воздух изнутри теплицы через сеть труб, заглубленных на глубину до 4 футов (большинство систем состоит из пары слоев труб, заглубленных на 4 и 2 фута ниже). поверхность).Падение температуры заставляет водяной пар конденсироваться, и в этом процессе (называемом фазовым переходом) выделяется энергия. Эта энергия хранится в почве, заставляя ее нагреваться. Таким образом, круглый год под теплицей образуется большая масса теплой почвы. Ночью, когда температура в теплице падает, снова включается вентилятор и забирает тепло из почвы. Это относительно простая, проверенная временем система; Теплообменники типа «земля-воздух» используются в домах на протяжении десятилетий.

Теплообменник «земля-воздух» работает очень хорошо по двум причинам: во-первых, доступная масса (размер батареи, как мы упоминали ранее) огромен. Например, под теплицей размером 12 на 16 футов имеется 768 кубических футов почвы, если принять глубину 4 фута. Если вы выровняете всю северную стену той же теплицы двумя рядами по 55 галлонов бочек с водой (16 бочек), у них будет в общей сложности 118 кубических футов массы. Это означает, что с учетом объемной теплоемкости, указанной в таблице выше, подземный теплообменник имеет примерно вдвое большую мощность, чем бочки с водой.Более того, потому что теплообменник земля-воздух соединяется с землей и, таким образом, теоретически имеет бесконечную мощность. Чтобы лучше понять это, см. Изображение теплиц CERES здесь.

Во-вторых, поскольку воздух активно проталкивается через «батарею», это увеличивает скорость теплообмена. Более горячий / холодный воздух распределяется по теплице более равномерно, предотвращая образование холодных карманов. Кроме того, использование вентиляторов позволяет использовать массу, когда вы хотите: термостат включает и выключает вентилятор при определенных заданных температурах.То есть вентилятор начнет закачивать теплый воздух в почву, когда теплица достигнет заданной температуры (скажем, 80 F), и поднимет его обратно, когда она опустится ниже 50 F. Таким образом, подземный теплообменник дает вам некоторый контроль над термическая масса; это все равно что взять тепловую массу и сделать ее умнее.

Варианты

Материал батареи может отличаться. Некоторые люди засыпают территорию под теплицей гравием или камнями вместо земли. Если у вас уже есть теплица или вы не можете проводить земляные работы на своем участке, вы можете создать альтернативный наземный аккумулятор.Вы можете построить утепленную массу из почвы или другого материала, например, ящик из речных камней перед теплицей. Система работает так же, только другое расположение тепловой массы.

3) Используйте эффективный обогреватель на возобновляемых источниках энергии

Вышеупомянутые системы показывают вам, как использовать солнце и накапливать солнечную энергию, что является хорошим первым шагом к естественному отоплению. Если необходимо дополнительное отопление, подумайте о высокоэффективной системе отопления, работающей на дешевом и возобновляемом топливе.

Одной из распространенных систем, используемых в теплицах, является нагреватель ракетной массы, сверхэффективный вариант дровяной печи. Вместо того, чтобы просто выпускать горячий воздух прямо из дымохода, как это делает стандартная дровяная печь, обогреватель ракетной массы сначала направляет горячий воздух через массу глины, кирпича или камня, прежде чем он истощится. Воздух нагревает массу, которая удерживает тепло, и медленно излучает его обратно в теплицу в течение длительного периода времени, даже после того, как печь перестала гореть.В обогревателе ракетной массы также используется двойная камера сгорания, что делает его намного более эффективным, чем стандартная дровяная печь — пара часов горения небольшим количеством дров может обогреть теплицу за ночь. Большинство нагревателей ракетной массы — это системы «сделай сам»; вам нужно будет изучить и спроектировать систему, которая подходит для вашей теплицы, используя множество планов и пояснений в Интернете.

Другой распространенной тепличной системой является нагреватель компостных куч, который использует магию аэробных бактерий для разложения органических материалов и выделения отработанного тепла.Как и подземный теплообменник, нагреватель компоста также основан на теплообменнике: вода циркулирует по трубам, проходящим через большую компостную кучу. Из-за аэробного разложения компостная куча может поддерживать температуру 100-160 F. Затем нагретая вода циркулирует по теплице, где она распределяет тепло. Из всех систем эта, вероятно, потребует больше всего усилий, чтобы наладить работу и продолжить работу. Сначала вы должны построить свою компостную кучу из подходящего материала и консистенции, чтобы довести ее до высокой температуры, и продолжать добавлять к ней или перестраивать кучу по мере ее разложения.Однако большая, правильно построенная свая (см. Рисунок ниже) может обогреть теплицу площадью 1000–2000 кв. Футов на зиму. По этим причинам обогреватели для компоста лучше всего подходят для больших теплиц.

Сводка

Куда идти? В игре участвует несколько факторов:

Каковы ваши цели (сколько места вы пытаетесь обогреть и в какой степени)? Каждая система имеет разную мощность нагрева. Какой контроль вы хотите иметь? (Некоторые системы активны, а некоторые пассивны.(то есть вы можете запустить нагреватель массы ракеты, но вы мало что можете сделать, чтобы заменить бочки с водой).

С какими ограничениями вы уже работаете? (т.е. сложные / каменистые почвы исключают возможность использования подземного теплообменника.) Подумайте, сколько места в теплице у вас есть для таких вещей, как бочки с водой. И, что наиболее важно, подумайте о времени и трудозатратах, затрачиваемых на установку каждой системы, а также о текущем времени / трудозатратах, которые могут потребоваться для запуска каждой системы (т. Е. Подземный теплообменник можно автоматизировать, а нагреватель ракетной массы не может быть).Опять же, хотя вам нужно заранее сделать домашнюю работу, лучшая награда, которую вы можете получить, — это теплая оранжерея, производящая свежие продукты всю зиму (и бесплатно!).

(вверху) Фотографии любезно предоставлены Ceres Greenhouse Solutions: трубы в подземном теплообменнике для теплицы 12 x 20. 3D-модель подземного теплообменника под землей.


(посередине) Фото любезно предоставлено Verge Permaculture: обогреватель ракетной массы в теплице.

(Внизу) Фотографии любезно предоставлены Golden Hoof Farm: компостная куча в середине строительства с трубками для аэрации.Готовая компостная куча.


Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим рекомендациям по ведению блогов, и они несут ответственность за точность своих сообщений. Чтобы узнать больше об авторе этого сообщения, нажмите на ссылку автора вверху страницы.


Первоначально опубликовано: 13.03.2020 14:02:00

Солнечные коллекторы своими руками

Разве вы не хотели бы отапливать дом с помощью бесплатной энергии солнца? Существуют простые, недорогие, самостоятельные солнечные проекты, которые могут снизить ваши счета за отопление.

Солнечная энергия может улавливаться самодельными солнечными коллекторами горячего воздуха и термосифонными панелями для обеспечения бесплатного тепла. Установки направляют нагретый солнцем воздух через окно или проем в стене в соседнюю комнату.

Если вы серьезно настроены сократить счета за отопление дома этой зимой, вам поможет один из этих недорогих домашних проектов:

Захват солнечного тепла

Постройте этот простой солнечный обогреватель, который висит за окном и посылает в комнату бесплатное солнечное тепло.

План здания для захвата солнечного тепла

Из этого подробного крупномасштабного плана можно построить теплоотвод.

План строительства солнечного коллектора горячего воздуха

Этот коллектор горячего воздуха навесного типа поможет отапливать ваш дом зимой и предоставит место для хранения летом.

Солнечный коллектор горячей линии

Он похож на обычный плоский солнечный коллектор, но уникальность этой панели заключается в том, что она содержит специально изогнутый отражатель, который концентрирует падающий солнечный свет на клиновидной абсорбционной трубке.

Панели солнечного обогрева штормового окна

В этой статье подробно рассказывается, как использовать переработанные штормовые окна для создания солнечного коллектора горячего воздуха, который доставляет тепло в дом через вентиляционное отверстие, установленное в южной стене или окне.

Солнечная панель горячего воздуха

Постройте эту настенную воздушную панель с термосифонированием (TAP), чтобы обогревать комнату в вашем доме силой солнца.

Ультра-простой солнечный настенный обогреватель горячего воздуха

Это устройство сделано путем покрытия каркаса 9 на 14 футов из досок 1 на 6 дюймов прозрачным пластиком, установки панели на южной стене и установки верхних и нижних вентиляционных отверстий в доме.

Солнечный нагреватель горячего воздуха для банок из вторичного сырья

Алюминиевые банки, разрезанные пополам, используются для изготовления абсорбирующей пластины для этого солнечного коллектора горячего воздуха с двойным остеклением. Температура в коллекторе достигает более 200 градусов, а первоначальный блок снизил расходы на отопление церкви в Новой Англии более чем на 60 процентов.

Супер легкий, супер недорогой гофрированный коллектор горячего воздуха на солнечных батареях

Вы можете построить этот настенный коллектор горячего воздуха размером 8 на 12 футов из гофрированного стекловолокна, чтобы обогревать ваш дом.

Автоматический контроль коллектора

Гофрированный коллектор горячих волос (вверху) будет более эффективным с этим автоматическим термостатом.

Недорогой солнечный коллектор горячего воздуха

Вы можете обогреть здание размером 30 на 40 футов с помощью этого настенного солнечного коллектора.


Первоначально опубликовано: февраль / март 2006 г.

6 Лучший солнечный водонагреватель

Снижая вашу зависимость от электросети, лучших в отрасли солнечных водонагревательных систем могут помочь вам сэкономить деньги и сохранить окружающую среду.Эти инновационные системы используют тепловую энергию для нагрева воды и могут использоваться вместо традиционных газовых или электрических водонагревателей.

Для них не требуются дорогостоящие солнечные панели или чрезмерно техническая установка, и они могут стать отличной первой покупкой для домовладельцев, желающих попробовать альтернативные источники энергии.

Солнечные водонагревательные системы различных форм и размеров . Некоторые могут нагреть ваш душ до идеальной температуры, а другие могут продлить купальный сезон, нагревая бассейн.Какими бы ни были ваши потребности и уровень вложений, для вас найдется солнечный водонагреватель.

6 солнечных водонагревателей

Лучший в целом: Активная сплит-система Duda Solar 200L
  • галлонов: 53
  • Тип: Активный (непрямой)
  • Основные характеристики: Отлично подходит для холодного климата, так как устойчив к зиме.
  • Not-So: Может не подойти тем, кто часто путешествует.

Duda известна в индустрии солнечного нагрева воды как надежный и высококачественный бренд .Они имеют сертификат SRCC и могут быть использованы для федеральных или государственных налоговых льгот и освобождений, что является отличным стимулом для домовладельцев, находящихся на заборе, использовать солнечную систему водяного отопления.

Активная сплит-система на 200 л хороша тем, что позволяет домовладельцам нагревать воду на крыше или другом солнечном месте и хранить воду в защищенном резервуаре рядом с местом, где она будет разливаться.

Это предотвращает значительную потерю тепла, сохраняет воду теплой даже при низкой температуре окружающего воздуха.В системе также используется один медный змеевик теплообменника, который расположен рядом с верхней частью резервуара для стратегического нагрева воды по мере ее использования, чтобы холодная вода на дне резервуара могла быть нагрета позже.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом довольны эффективностью солнечной водонагревательной системы «Дуда». Домовладельцы сообщают, что с помощью стеллажа для сбора солнечных коллекторов с трубками Duda 20 они могут быстро нагреть воду всего за несколько часов прямого солнечного света и частичного затенения.

Другие обеспокоены повышением температуры, которое может произойти, когда домовладелец находится вдали от системы. Расширительный бак регулирует избыток горячей воды, но не выдерживает более нескольких дней . Это может быть проблемой для тех, кто часто путешествует в летние месяцы.

Особенности и рекомендации

Популярный солнечный водонагреватель

Duda Diesel бывает разных размеров, но система на 200 литров (53 галлона) — это система , лучшая для использования в жилых помещениях .

Его резервуар для воды конкурирует со стандартными электрическими или газовыми системами, но устраняет необходимость в дорогостоящем потреблении энергии, поскольку он оснащен солнечным водонагревателем коллектором . Сам резервуар для хранения изготовлен из пищевой нержавеющей стали.

Он также включает 8-литровый расширительный бачок для предотвращения сбоев в системе из-за застоя. Это означает, что ваши солнечные коллекторы не будут повреждены, если количество солнечной энергии превысит количество воды, которую вы нагреваете в любой момент времени.Также имеется термостатический смесительный клапан для предотвращения ожогов.

Солнечный коллектор оснащен двадцатью 14-миллиметровыми солнечными трубками на подставке под углом 45 градусов, которую можно легко заменить на подставку под углом 37 градусов или наклонную крышу, если вы планируете установить ее в другом месте.

Солнечный коллектор передает солнечное тепло вашему водяному насосу через систему косвенной циркуляции. В комплект Duda входят необходимые два галлона пропиленгликоля с ингибитором пищевого качества, используемого в процессе.

В комплект также входит рабочая станция солнечного водонагревателя , которая регулирует раздельную напорную систему, подключая коллекторы, накопительные баки, реле и датчики. В нем используется циркуляционный насос, манометр, предохранительный клапан и обратный клапан.

Другие системы безопасности включают автоматический воздухоотводчик для удаления воздуха из верхней части системы и погружной водяной насос для первоначальной продувки воздухом и подачи жидкости в систему.

Посмотреть цену на Amazon

Второе место: солнечный водонагреватель на 40 галлонов Sunbank
  • галлонов: 40
  • Тип: Пассивный (термосифон)
  • High Points: Практически не требует обслуживания.
  • Не совсем: Не так эффективен, как активная система.

Солнечный водонагреватель Sunbank на 40 галлонов представляет собой простую интегрированную систему, которую может легко установить и обслуживать любой домовладелец.

Пассивное водяное отопление отлично подходит для небольших домов, живущих в мягком климате, который получает много солнечного света. Система Sunbank с неподвижными или дополнительными деталями представляет собой отличный стартовый комплект для тех, кого могут напугать более сложные и продвинутые солнечные обогреватели.

Имея сертификат SRCC , Sunbank — это экономичный способ сократить расходы . Их доступная цена и 10-летняя гарантия гарантируют финансовую безопасность. Используя пассивную солнечную систему, домовладельцы могут сэкономить до 600 долларов в год на расходах на электроэнергию.

Что говорят рецензенты?

Большинство рецензентов довольны своими системами Sunbank, поскольку они эффективны и надежны. Один рецензент даже заявил, что вода слишком горячая. В целом домовладельцы смогли легко собрать и установить системы самостоятельно.

Однако несколько домовладельцев приобрели двойных 40-галлонных систем , чтобы увеличить емкость своих резервуаров для горячей воды, поскольку одной системы недостаточно для обслуживания всей семьи.

Когда покупатели беспокоились о водозаборе или конфигурации, сотрудники Sunbank были готовы помочь и посоветовать наилучшую установку. Для тех, кто занимается домашним хозяйством с большой семьей, двойная система Sunbank может быть лучшим вариантом.

Особенности и рекомендации

Система Sunbank включает резервуар, вакуумные трубчатые коллекторы и кронштейн.Бак на 40 галлонов изготовлен из нержавеющей стали.

Изоляция из полиуретана высокой плотности также обеспечивает удержание тепла для предотвращения дополнительных потерь тепла при низких температурах окружающей среды. Размер резервуара подходит для небольших семей от одного до трех человек. Те, у кого большие семьи, могут захотеть вместо этого рассмотреть 80-галлонный бак .

Система

Sunbank является скорее пассивной, чем активной, поэтому для нее не требуются насосы, гликоль-теплоноситель или какие-либо движущиеся части. Это делает установку намного более удобной для начинающих сантехников или домовладельцев.

Пассивные системы

также дешевле, чем их активные аналоги, и являются отличной «отправной точкой» для тех, кто хочет выйти на рынок солнечной энергии.

Поскольку в системе не используются насосы, она под давлением . Система полагается на давление муниципальной воды или воды из колодца, чтобы подавать воду в резервуар и из него. Как только кран открыт, холодная вода подается в резервуар с горячей водой, который затем направляет горячую воду в ваш кран.

Вакуумные солнечные трубчатые коллекторы 15 смонтированы на коррозионно-стойком алюминиевом кронштейне.Каждая трубка может собирать 92-96% солнечной энергии в идеальных условиях.

Трубки могут использоваться в качестве подогревателя в существующей системе или как автономный блок. Они лучше всего подходят для крыш, которые получают достаточное количество солнечного света.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшее для кемпинга: сумка для душа Sportneer Solar
  • галлонов: 5
  • Тип: Панели
  • High Points: Позволяет контролировать температуру.
  • Not-So: Может обеспечить достаточно горячей воды только для нескольких непродолжительных душа.

Что касается портативного душа, то сумка для душа Sportneer на солнечной энергии отвечает всем требованиям. Благодаря прочной конструкции и множеству функций туристы теперь могут принимать горячий душ даже в пустыне. Тем не менее, эта сумка не заменяет душ в помещении или современные солнечные системы нагрева воды.

Конструкция Sportneer проста: небольшая встроенная солнечная панель нагревает воду, которая хранится в изолированном пакете из ПВХ.Сумка вместимостью 5 галлонов может обеспечить достаточно душа для одиночного туриста или небольшой команды. Он также оснащен барной стойкой, насадкой для душа, карманами для хранения и сумкой для переноски.

Что говорят рецензенты?

Покупатели довольны удобством, которое обеспечивает сумка для душа Sportneer Solar Shower Bag. Они утверждают, что он отлично подходит для кемпинга или активного отдыха, поскольку он портативный и прочный. Покупатели часто жалуются на то, что душевая лейка слишком мала .

Некоторые безуспешно пытались использовать его в домашних условиях, но на самом деле это не подходящая альтернатива обычному душем. Однако некоторые используют его как резервную копию на случай отключения электроэнергии или других аварийных ситуаций.

Особенности и рекомендации

Сумка для душа Sportneer Solar — идеальный аксессуар для заядлых отдыхающих. Сумка изготовлена ​​из прочного ПВХ-материала и снабжена крючком для временной установки на дереве, стене или машине.

На передней стороне сумки два сетчатых кармана, в которых можно хранить банные принадлежности.Он весит всего 1,2 фунта и может быть легко свернут и уложен в сетчатый чехол для переноски во время прогулок на свежем воздухе.

Со встроенной солнечной панелью мешок для душа может нагреть воду под прямыми солнечными лучами всего за 3 часа . Он включает индикатор температуры на спине, чтобы туристы могли добавить прохладную воду, если уровень сумки превышает комфортный. Сумка вместимостью 5 галлонов вмещает достаточно горячей воды, чтобы выдержать несколько коротких приемов душа.

К сумке прикреплен душевой шланг с форсункой , имитирующий настоящий душевой эффект .Шланг подсоединяется к водоприемнику с помощью герметичной крышки для предотвращения утечки. Если из шланга все же удастся протечь, в комплект входят кабельные стяжки, которые можно использовать для предотвращения дальнейших утечек, перекрыв соединения.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшее для бассейнов: SunQuest 3-2X20 Солнечный обогреватель для бассейнов
  • Галлонов: НЕТ
  • Тип: Плоский (неглазурованный)
  • High Points: Может поднять температуру бассейна до 10 градусов.
  • Not-So: Нельзя использовать в жилых целях.

Солнечный обогреватель для бассейна SunQuest — отличный вариант для тех, у кого дома есть бассейн. В межсезонье, например весной или осенью, SunQuest может поддерживать в вашем бассейне комфортную температуру и температуру окружающей среды ° С. При повышении температуры максимум на 10 градусов купаться можно в любое время года.

Система работает путем перекачивания воды через неглазурованных труб , которые нагревают воду перед ее возвратом в бассейн.Он требует минимальных затрат на установку или обслуживание и может использоваться для надземных или подземных бассейнов. Более того, гладкая черная грелка не будет бельмом на глазу в саду за домом.

Что говорят рецензенты?

Покупатели довольны эффективностью обогревателя. Стандартный насос для бассейна хорошо работает с системой. Однако в пасмурные дни или прохладные ночи бассейн не будет очень теплым.

Одно замечание: скиммер для бассейна не будет работать должным образом, если вы используете оба сразу.Хорошей идеей является использование переключающего клапана для обхода нагревателя во время работы системы фильтрации. В целом, система имеет большую ценность и может помочь продлить купальный сезон для всей семьи.

Особенности и рекомендации

Система SunQuest уникальна тем, что она нагревает как наземные, так и наземные бассейны с помощью встроенного блока. Он работает с насосом бассейна, проталкивая воду через змеевики с подогревом и обратно в бассейн, повышая температуру на до 10 градусов .

Это очень экономичный способ продлить купальный сезон, когда весенняя или осенняя температура опускается ниже комфортного уровня.

В комплект входят два 2 на 20 футов. панели , которые можно просто разместить на земле или на стойке возле бассейна. Система защищена от ультрафиолета и не будет повреждена солнцем. Он также имеет конструкцию «MAX-FLOW», которая улучшает циркуляцию воды.

Вам потребуется приобрести дополнительные трубопроводы для завершения установки.Это соединит ваш бассейн с грелками. Система поставляется со стандартными соединителями для крепления к гибким или жестким трубам и шлангам.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшее для автономных кабин: Heat Streamer Clean Republic
  • галлонов: 5
  • Тип: Пассивный (интегральный)
  • Основные моменты: Система очень дешевая и проста в использовании.
  • Not-So: Он нагревает только очень маленькие порции воды за раз.

Heat Streamer Clean Republic — не очень популярный вариант, но, безусловно, эффективный . Эта система для тех, кто хочет попробовать себя в солнечном водонагревании.

Благодаря небольшому количеству солнечных трубчатых коллекторов интегральная пассивная солнечная система отопления может нагреть до 5 галлонов за раз.

Небольшая вместимость и простая установка Heat Streamer идеально подходит для тех, у кого есть автономная кабина. Вы можете использовать систему для кипячения воды для приготовления пищи (или, возможно, заглянуть в солнечную печь), душа или общего отопления.Однако это не лучший вариант для тех, кто живет в семье среднего размера, состоящей из более чем одного человека.

Что говорят рецензенты?

В целом покупатели остались довольны Тепловой Streamer Clean Republic. Хотя это не модная система или система с высокой пропускной способностью, вы получаете то, за что платите. Некоторые покупатели использовали его для термопроектов , в то время как другие установили их в охотничьих домиках или для обогрева бассейнов.

Одного покупателя не понравилось, как трубки помещаются в рамы.Рама не закрывает верхнюю часть трубок , что приведет к повреждению от дождя, если вы установите ее снаружи в ненастную погоду. Покупатель обошел этот вопрос, купив уплотнитель.

Особенности и рекомендации

Хотя 5 галлонов воды — это немного, вы можете расширить систему на , включая дополнительные единиц. Он отлично подходит для кают или бункеров, которые вы нечасто используете для легкого душа или кипячения в чайнике. Вы можете нагреть воду всего за 4 часа, если используете их насос солнечного водонагревателя.

Трубки нагревают воду мощностью 165 Вт . Если вода циркулирует с расходом 5 галлонов в час, можно увеличить температуру входящей воды на 37 градусов. Каждый блок изготовлен из медных коллекторных труб с непрерывными U-образными изгибами, что позволяет минимизировать пространство и повысить эффективность.

Система может обрабатывать до 100 фунтов на квадратный дюйм , что подходит для большинства городских водопроводов. Однако закрытые системы, подобные тем, которые используются в удаленных местах, необходимо устанавливать с предохранительным клапаном.В целом установка довольно безболезненна и требует небольшого количества сборки.

Посмотреть цену на Amazon

Лучший универсальный комплект: Northern Lights Group SWH-1 Солнечный комплект для горячего водоснабжения
  • галлонов: 50
  • Тип: Активный (непрямой)
  • Основные моменты: Включает в себя все необходимое для самостоятельной установки современной солнечной системы водяного отопления.
  • Not-So: Это довольно дорого по сравнению с другими наборами.

Как самый полный комплект на рынке, в пакете Northern Lights Group SWH-1 действительно есть все . Он предоставляет все необходимое для самостоятельной установки, что экономит деньги и ресурсы. Более того, каждый продукт отличается отличным качеством и предлагает множество функций и возможностей.

Одним из основных моментов является контроллер , который позволяет нагревать две отдельные зоны . Это означает, что вы можете нагревать резервуар для воды для душа, одновременно обеспечивая теплом бассейн.А на случай плохой погоды в резервуаре есть резервный электрический нагревательный элемент мощностью 4,5 кВт, поэтому у вас всегда будет доступ к горячей воде.

Что говорят рецензенты?

К сожалению, прямых отзывов потребителей на этот комплект нет. В комплект также входит ряд различных брендов.

Несмотря на то, что каждый продукт высокого качества, все же важно сначала проверить свои характеристики и проконсультироваться с местным экспертом, если у вас есть вопросы перед покупкой.

Особенности и рекомендации

Этот комплект для нагрева воды на солнечной энергии включает всего, что вам нужно для создания современной жилой системы без участия компании по установке солнечных батарей.В комплект входят продукты различных брендов, в том числе SolarStor, SunRain, RESOL, Aurora, Spirotech и другие. Тем не менее, Northern Lights Group составляет и сертифицирует комплект, который представляет собой компанию, которая предоставляет солнечные решения для домовладельцев, сделанных своими руками.

Комплект солнечного нагрева может обслуживать семью из четырех человек и не требует сложной установки, такой как пайка или электропроводка. Он также включает контроллер RESOL DeltaSol BS +, который позволяет дополнительно нагревать вторичную зону, например бассейн, гидромассажную ванну или печь.Это огромный бонус для домовладельцев.

Вакуумный трубчатый коллектор TZ-58 1900 30R компании

SunRain нагревает 18 литров жидкости ProSol LH-T, которая идет с ним, а затем переходит в резервуар SolarStor емкостью 50 галлонов.

Бак имеет встроенный теплообменник с резервным нагревательным элементом мощностью 4,5 кВт , сертифицированным UL и CSA. В целях безопасности имеется 18-литровый расширительный бак Zilmet для высокотемпературных солнечных батарей и вентиляционное отверстие для солнечных батарей Spirotech AutoClose.

В комплект также входят солнечная насосная станция RESOL FlowSol, стальные трубы Aurora Solar Flex, предварительно изолированные и погодоустойчивые, а также полное руководство по установке.Компания предлагает бесплатную техническую поддержку, если у вас возникнут проблемы во время установки. В целом, это один из наиболее полных наборов на рынке.

Посмотреть цену на Amazon

В начало

Полное руководство покупателя солнечных водонагревательных систем

На что обращать внимание в системе солнечного водонагревателя

На рынке доступно множество различных типов солнечных водонагревательных систем, поэтому выбор правильной модели может быть сложной задачей.Однако каждая система предназначена специально для конкретной задачи , будь то нагревание бассейна или обеспечение горячей водой для душа. Выяснив свои потребности, относительно легко найти подходящую модель, которая будет обеспечивать вас горячей водой круглый год.

В каком климате вы живете?

Как и другие солнечные продукты, местный климат влияет на эффективность вашего устройства. Тем, кто живет в облачном, дождливом или холодном климате, будет труднее производить постоянное количество энергии.В особенно унылые периоды это может означать регулярный холодный душ — ситуации, которой большинство домовладельцев хочет избежать.

Если вы не хотите, чтобы у вас закончилась горячая вода, вам следует установить резервную электрическую систему параллельно с вашей солнечной системой. Вы можете выключить эти электрические обогреватели в местах использования, когда есть солнце, и использовать их только тогда, когда выработка энергии недостаточна. В некоторые комплекты входят эти резервные электрические блоки, но их необходимо приобретать отдельно.

Тип приобретаемого вами солнечного водонагревателя также зависит от вашего климата .Некоторые типы, такие как активные системы прямой циркуляции и пассивные интегральные коллекторно-накопительные системы, не будут работать должным образом в морозную погоду. Вы должны использовать их только в тропическом климате.

Если вы живете в особенно холодном районе, склонном к замерзанию, лучшим вариантом будет активная система непрямой циркуляции . Эта система перекачивает теплоноситель через солнечные коллекторы, предотвращая замерзание. Это одни из самых популярных и самых дорогих вариантов на рынке.

Сколько воды вам нужно?

Как правило, количество воды, которое вам понадобится, определяется размером вашего домохозяйства. Тем, у кого есть небольшие домохозяйства, потребуется только система на 30-40 галлонов . Тем не менее, тем, у кого большие семьи, потребуется система на 80 галлонов или двойные блоки на 40 галлонов.

Большинство солнечных водонагревательных систем поставляются с накопительным баком. Однако некоторые обеспечивают нагрев воды только по запросу, который зависит от погоды в данный момент.Эти системы имеют меньшую мощность, поскольку они могут нагревать столько воды, сколько может поместиться в трубках солнечного коллектора.

Для тех, кто живет в семье, состоящей из нескольких человек, необходим накопительный бак . Если вы планируете использовать свою систему в небольшой сезонной хижине или в кемпинге, вариант без бака вполне подойдет. Эти системы обычно предлагают 5 галлонов воды, чего достаточно для быстрого душа или двух.

Хотите обогреть бассейн?

Системы подогрева воды в бассейне работают совсем не так, как в жилых помещениях.По сути, это совершенно разных товаров, .

Однако некоторые солнечные водонагревательные системы относятся к категории « гибрид » и предлагают как обогрев жилых помещений, так и подогрев бассейна. Существуют также комплекты, которые включают контроллеры, которые могут направлять горячую воду в две отдельные системы, такие как резервуар для хранения и гидромассажная ванна.

Как правило, солнечные водонагревательные системы, специально предназначенные для бассейнов, включают плоские коллекторы. Плоские коллекторы бывают двух типов: глазированные и неглазурованные.

Системы для бассейнов обычно не покрываются глазурью, так как они дешевле в изготовлении. Однако у них нет ограждений, поэтому вы должны защитить их от неблагоприятных погодных условий, так как они могут легко повредиться.

Вы можете установить солнечные обогреватели для бассейнов на земле, на стойке или на крыше . В целом площадь солнечного коллектора должна составлять 50-100% площади поверхности бассейна.

Вам также потребуется подключить его к стандартному бассейновому насосу , который будет проталкивать воду по трубкам с подогревом обратно в бассейн.Вам нужно будет оценить размер вашего бассейна и доступ солнечного света к вашему двору, прежде чем выбрать подходящую модель.

Должна ли система быть портативной?

Нет необходимости устанавливать все солнечные водонагреватели или подключать их к датчикам. Фактически, существует ряд портативных солнечных водонагревателей, в которых используется простая солнечная панель для нагрева небольшого количества воды. Эти модели идеально подходят для туристов, туристов или любителей активного отдыха, которые хотят принять горячий душ в дикой природе.

Переносные водонагреватели состоят из прочного мешка, шланга или насоса и солнечной батареи. Вам захочется найти вариант с датчиком температуры, чтобы предотвратить случайное возгорание. Душевые лейки и соответствующие шланги также являются отличными особенностями, поскольку они имитируют настоящий душ.

Большинство переносных душей имеют небольшие размеры и вмещают не более нескольких галлонов воды. Однако 5-галлонная модель может обеспечить достаточно воды для нескольких горячих душ, если вы поторопитесь. Важно отметить, что они не подходят для использования в помещении, так как солнечные панели не имеют доступа к солнцу, а их водоемкость ограничена.

В начало

Критерии выбора

: как мы оценили лучшие солнечные водонагревательные системы

На основании заданных нами критериев мы сузили конкурентный список опций , чтобы включить 6 лучших солнечных водонагревательных систем .

В нашем рейтинге особое внимание уделяется емкости водонагревателя (в галлонах) и типу солнечной батареи. Он также принимает во внимание качество и дополнительные функции всей системы.

галлонов

Требуемая мощность солнечной системы водяного отопления обычно определяется размером домохозяйства . Емкость водонагревательной системы измеряется в галлонах или литрах.

Средний размер семьи:

  • 1-2 человека: 30 галлонов
  • 2-3 человека: 40 галлонов
  • 3-4 человека: 50 галлонов
  • 5 или более человек: 80 галлонов
Тип

Существует несколько различных типов солнечных водонагревательных систем.У два основных типа для домашнего использования: активный и пассивный .

Активные системы имеют циркуляционные насосы и средства управления и обычно на дороже . Пассивные системы не так эффективны, как активные, но могут быть более надежными . Однако есть и другие варианты, например переносные панели и планшеты.

  • Активные системы прямой циркуляции перекачивают воду через солнечные коллекторы, чтобы нагреть ее, а затем обратно в дом.Они хороши для теплого климата и локального обогрева.
  • Активные системы непрямой циркуляции используют жидкость, например гликоль, для передачи тепла от солнечного коллектора к вашей системе водоснабжения. Они подходят для очень холодного климата и хранения воды вдали от зоны сбора.
  • Пассивные интегральные коллекторно-накопительные системы используют металлические пластины для нагрева небольших количеств воды перед ее возвратом в накопительный бак. Они хороши для теплого климата и дневного использования воды.
  • Пассивные термосифонные системы устанавливаются под резервуаром для хранения и позволяют теплой воде подниматься над холодной водой. Они подходят для длительного использования в жилых помещениях в различных климатических условиях.
  • Плоские остекленные системы изготавливаются с медными трубками на металлической пластине со стеклянным покрытием и используют теплообменники и передающую жидкость. Они хороши для обогрева бассейнов в холодном климате.
  • Плоские неглазурованные системы изготавливаются с медными трубками на металлической пластине, установленной на сверхпрочной резине без кожуха.Они хороши для недорогого обогрева бассейнов в определенное время года.
  • Панельные системы используют небольшую ваттную солнечную панель для нагрева воды в стоячем положении. Они хороши для горячего душа во время кемпинга.

В начало

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают солнечные водонагреватели?

Солнечные водонагреватели состоят из двух основных частей: солнечный коллектор и накопительный бак . Солнечный коллектор обычно представляет собой изолированный ящик с пучком трубок, которые преобразуют солнечную энергию в тепло.Когда вода проходит по трубкам, резервуар нагревается и накапливает ее.

В некоторых системах используется теплообменник , который нагревает воду или другую жидкость, которая затем протекает через медные змеевики в резервуаре. Тепло передается в резервуар, а остывшая вода возвращается в коллектор.

Каждая версия солнечного водонагревателя работает за счет тепловой энергии . Это отличается от стандартных солнечных панелей, потому что они не превращают солнечное излучение в электричество перед нагревом воды.Вместо этого солнце напрямую нагревает воду и избавляет от необходимости преобразовывать энергию из электричества в тепло.

Нужно ли мне подключаться к сети солнечных батарей?

Поскольку солнечные водонагревательные системы используют тепловую энергию, а не электричество , они не подключаются к сети. Фактически, в процессе не используются солнечные панели (если это не портативная версия). Вы можете использовать солнечную систему нагрева воды без солнечных батарей или в сочетании с солнечной батареей.

Однако, если вы хотите использовать электрический водонагреватель, а не тепловую модель, вам необходимо подключить к солнечной панели . Это те же приборы, которые вы подключаете к стандартной городской сети, и люди не считают их «солнечными водонагревателями».

Нужно ли мне покупать бак или дополнительное оборудование?

Большинство систем не являются комплексными и потребуют некоторых дополнительных ресурсов, таких как трубопроводы, соединители, резервуары или другие элементы.На рынке есть несколько комплексных комплектов, но большинство из них предлагает только базовые.

Если вы хотите расширить свою систему, иметь больший контроль над ней или подключить ее к определенному источнику (например, пулу), вам необходимо приобрести дополнительное оборудование.

Могу ли я получить горячую воду в пасмурную погоду?

По большей части солнечные энергетические системы работают только с пиковым КПД в течение солнечных дней . В ненастную погоду, например при сильной облачности, может не хватить энергии для сбора урожая, и вы останетесь без горячей воды.В этом случае наличие системы с двумя баками выгодно , потому что она может хранить горячую воду в течение нескольких дней.

Другие «зеленые» варианты включают покупку небольшого электрического водонагревателя . Вы можете подключить их к солнечной сети и использовать, когда не хватает горячей воды. Если в ваших батареях имеется избыток солнечной энергии, вы можете использовать ее для временного включения электрического водонагревателя, когда он не производит тепловую энергию.

В начало

Устройство накопления тепловой энергии может сделать бытовую солнечную энергию более доступной.

Хотя солнечные панели активны, пока светит солнце, они обычно мало что делают, когда солнце садится.Вот почему некоторые системы включают резервуары для воды. Вода в течение дня нагревается через панели, а накопленная тепловая энергия (тепло) используется для обогрева дома ночью. Хотя танки эффективны, они также занимают много места, что затрудняет их размещение в домах людей. Однако недавно разработанное устройство сохраняет столько же тепла в половине пространства — используя парафин вместо воды.

Прототип был разработан исследователями из испанского Universidad del Pais Vasco и Euskal Herriko Uniberstitatea.Он содержит технический парафин, заключенный в тонкие алюминиевые пластины. Вода по-прежнему участвует, хотя она служит для переноса тепла, а не для его хранения.

Вот как работает система …

Вода нагревается солнечными тепловыми панелями на крыше, а затем течет в дом к накопителю тепловой энергии. Достигнув устройства, он циркулирует по каналам между пластинами. При этом тепло воды поглощается алюминием и переходит к парафину, который в то время находится в твердом состоянии.

Однако при достижении температуры около 60º C (140º F) парафин плавится, сохраняя тепловую энергию. Когда позже потребуется тепло, по каналам циркулирует холодная вода, понижая температуру парафина. Как только он упадет ниже 60º C и снова затвердеет, он высвободит накопленное тепло. Использование тонких пластин позволяет относительно быстро высвобождать тепловую энергию из парафина. Обычно таким материалам с фазовым переходом требуется много времени для высвобождения энергии, что ограничивает их полезность в устройствах хранения тепловой энергии.

Наряду с возможностью выполнять работу резервуара для воды в два раза большего объема, блоки хранения также могут быть построены в различных формах — не только в виде цилиндров, как в случае с резервуарами. Это означает, что их можно заправить в углы или даже встроить в подвесные потолки.

Исследователи продолжают развивать технологию и изучают возможность замены парафина другими материалами с фазовым переходом, способными накапливать еще больше энергии, такими как жирные кислоты. Они также создают полномасштабный прототип, который будет протестирован на практике в правительственном учреждении.

Источник: UPV / EHU

[Ред. примечание: в этой статье изначально предполагалось, что накопленная тепловая энергия также будет использоваться для выработки электроэнергии, но с тех пор в нее были внесены поправки.]

Хотя солнечные панели активны, пока светит солнце, они обычно мало что делают, когда солнце идет вниз. Вот почему некоторые системы включают резервуары для воды. Вода в течение дня нагревается через панели, а накопленная тепловая энергия (тепло) используется для обогрева дома ночью.Хотя танки эффективны, они также занимают много места, что затрудняет их размещение в домах людей. Однако недавно разработанное устройство сохраняет столько же тепла в половине пространства — используя парафин вместо воды.

Прототип был разработан исследователями из испанского Universidad del Pais Vasco и Euskal Herriko Uniberstitatea. Он содержит технический парафин, заключенный в тонкие алюминиевые пластины. Вода по-прежнему участвует, хотя она служит для переноса тепла, а не для его хранения.

Вот как работает система …

Вода нагревается солнечными тепловыми панелями на крыше, а затем течет в дом к накопителю тепловой энергии. Достигнув устройства, он циркулирует по каналам между пластинами. При этом тепло воды поглощается алюминием и переходит к парафину, который в то время находится в твердом состоянии.

Однако при достижении температуры около 60º C (140º F) парафин плавится, сохраняя тепловую энергию.Когда позже потребуется тепло, по каналам циркулирует холодная вода, понижая температуру парафина. Как только он упадет ниже 60º C и снова затвердеет, он высвободит накопленное тепло. Использование тонких пластин позволяет относительно быстро высвобождать тепловую энергию из парафина. Обычно таким материалам с фазовым переходом требуется много времени для высвобождения энергии, что ограничивает их полезность в устройствах хранения тепловой энергии.

Наряду с возможностью выполнять работу резервуара для воды в два раза большего объема, блоки хранения также могут быть построены в различных формах — не только в виде цилиндров, как в случае с резервуарами.Это означает, что их можно заправить в углы или даже встроить в подвесные потолки.

Исследователи продолжают развивать технологию и изучают возможность замены парафина другими материалами с фазовым переходом, способными накапливать еще больше энергии, такими как жирные кислоты. Они также создают полномасштабный прототип, который будет протестирован на практике в правительственном учреждении.

Источник: UPV / EHU

[Ред. Примечание: в этой статье изначально предполагалось, что накопленная тепловая энергия также будет использоваться для выработки электроэнергии, но с тех пор в нее были внесены поправки.]

Накопители солнечной энергии для дома, фермы и малого бизнеса: предложения по выбору и использованию материалов и устройств для аккумулирования тепла

AE-89


AE-89

Университет Пердью

Кооперативная служба поддержки

West Lafayette, IN 47907





Стив Экхофф и Мартин Окос

Кафедра сельскохозяйственной инженерии
Университет Пердью


Содержание

Вступление

Типы материалов, используемых для хранения солнечного тепла

Преимущества и недостатки различных материалов для хранения

Как материалы с фазовым переходом работают в солнечном аккумуляторе

Размер и тип горных пород, наиболее подходящих для хранения тепла

Тип используемого теплоносителя

Определение размера вашего складского помещения

Расположение вашего хранилища

Важность конфигурации хранилища (форма)

Уменьшение необходимого объема хранения

Предложения при покупке коммерческого накопителя тепла

Связанные публикации

 

Никому не нужно определять для рядового гражданина термин «энергия».
хруст ».Наши ежемесячные счета за топливо и коммунальные услуги — постоянное напоминание о том, что
стоимость уровня жизни Америки. А «эксперты» предупреждают, что
кризис здесь, чтобы остаться.

Из альтернатив традиционным формам энергии одна
получить самое серьезное внимание — по крайней мере, для дома, фермы и небольших
Потребности бизнеса в отоплении — это солнечная энергия. Сегодня много новых домов
проектируются и строятся для размещения солнечного отопления
системы. Различные типы переносных коллекторов и солнечного отопления
пакеты конверсии легко доступны на розничном рынке.

К сожалению, слишком многие перспективные пользователи солнечной энергии тоже
мало информации о некоторых аспектах строительства или преобразования
к солнечной системе отопления. Одна область неадекватной или дезинформации в
особенным (и дорогостоящим из-за того, что допускаются ошибки) является хранение
собранная энергия. Таким образом, цель данной публикации —
ответить на несколько основных вопросов о правильном выборе и использовании
устройства хранения тепла.

В публикацию включены обсуждения различных аккумуляторов тепла.
материалы и средства массовой информации, и как выбрать «правильный»; размер,
расположение и форма запоминающего устройства; и предложения по покупкам
для такого устройства.Включены два рабочих листа (с примерами) — один для
определение того, сколько тепла вам может понадобиться, а другой
для выяснения того, насколько вы сможете сократить расходы за счет правильного
изоляция. Перечисленные в конце этой публикации доступны Purdue Extension
публикации, посвященные смежным аспектам солнечного отопления и
энергосбережение.

Какие материалы используются для хранения солнечного тепла и есть ли «лучший»
один?

Ряд материалов будет работать как носитель информации дома, на ферме или
системы солнечного отопления для малого бизнеса; но только три обычно
рекомендуется в это время — камень, вода (или водно-антифризные смеси)
и химическое вещество с фазовым переходом, называемое глауберовской солью.Эти
материалы, наиболее последовательно соответствующие критериям выбора
носитель информации, а именно способность (1) передавать тепло своему
точки нанесения при желаемой температуре, и (2) сделать это
дешево, исходя не столько из стоимости материала, сколько из стоимости самого
общая система и ее обслуживание.

Таким образом, не существует одного «лучшего» теплоаккумулирующего материала; а скорее каждый
из трех имеет характеристики, которые могут сделать его наиболее желанным
при определенных условиях.

Каковы преимущества и недостатки каждого материала для хранения, и
при каких условиях его можно будет использовать?

Скалы

В качестве материала для хранения камни дешевы и легкодоступны.
хорошие характеристики теплопередачи с воздухом (теплоносителем) при
низкие скорости и действуют как собственный теплообменник. Основной
недостатками являются их высокое соотношение объема на единицу хранения по сравнению с
вода и материалы с фазовым переходом (что означает больший запас тепла
области), а также трудности с конденсацией воды и микробиологическим
Мероприятия.Если точка росы поступающего в хранилище воздуха
выше температуры породы, влага в воздухе конденсируется на
камни. Влага и тепло в горном дне могут привести к возникновению микробов.
рост.

Каменное хранилище — самая надежная из трех систем хранения.
из-за своей простоты. После того, как система установлена, обслуживание
минимален, и некоторые вещи могут снизить производительность хранилища.

Воздушные солнечные коллекторы обычно используются с каменными хранилищами
устройств.Поскольку воздухосборники дешевле и не требуют обслуживания
чем жидкостные коллекторы, система, использующая каменные накопители и воздушные солнечные
коллекторы кажется наиболее логичным вариантом для отопления жилых домов. Тем не мение,
другие обстоятельства, такие как наличие дешевых материалов, ограниченное
коллектор или место для хранения или несовместимость с существующим
система отопления, может диктовать использование воды или фазового перехода
устройство хранения материала. Помните, однако, что окончательный
решающим фактором должны быть начальные затраты и затраты на обслуживание
система.

Обсуждается тип и размер горных пород, которые лучше всего хранят тепло
позже.

Вода

Вода в качестве материала для хранения имеет преимущества в том, что она недорогая.
и легко доступны, имеют отличную теплопередачу
характеристики и совместимость с существующей горячей водой
системы. К его основным недостаткам можно отнести трудности с системой.
коррозия и утечки, а также более дорогие строительные расходы.

Благодаря хорошему соотношению теплоемкости к объему (в пять раз
больше породы) и больший КПД жидкостных солнечных коллекторов,
Системы сбора и хранения жидкостей могут быть очень практичными: (1) где
доступно тщательное техническое обслуживание (например, в многоквартирном доме или
промышленные здания), (2) где конечным использованием является горячая вода (например,
как в молочном сарае или на предприятии пищевой промышленности), или (3) где
система хранения воды может быть напрямую соединена с существующим отоплением
система как в жилом водонагревателе плинтус.

Вместо камня можно также рассмотреть систему хранения воды.
хранение в ситуациях, когда пространство ограничено. Бак для воды может
легко закапывать под землю для экономии места.

Материалы с фазовым переходом (PCM)

Глауберова соль вещества с фазовым переходом из-за низкого содержания
объема на каждую хранимую БТЕ, требует только 1/8 пространства камней и 2/5
пространство воды для сопоставимого хранения тепла (см. рисунок 1).Это также
поглощает и отдает большую часть тепла при постоянном
температура. Недостатки глауберовской соли, по крайней мере, на данный момент,
его стоимость относительно камня и воды, а также различные технические
проблемы (например, проблемы с упаковкой из-за плохого теплового
проводимость и ее коррозионный характер). Такие проблемы нужно
устраняется до того, как можно будет гарантировать надежность PCM.

Рисунок 1. Сравнительные объемы для одинакового количества аккумуляторов тепла.
с использованием трех разных материалов для хранения.

Материалы с фазовым переходом чаще всего используются в ситуациях, когда
существуют ограничения по пространству. Часто стоимость дополнительного места в
новый дом для каменного хранилища будет больше, чем добавленная стоимость
о покупке ПКМ, такого как глауберова соль. Эти материалы также
очень желательно, если ставка делается на поддержание постоянного
температура. Жилые помещения, отапливаемые PCM, часто более комфортны,
так как температура воздуха в хранилище более равномерная, пока
разрядка.

Как материалы с фазовым переходом работают в солнечном аккумуляторе?

PCM — это химические вещества, которые претерпевают твердое-жидкое
переход при температурах в желаемом диапазоне нагрева
целей. В процессе перехода материал поглощает энергию
когда он переходит из твердого состояния в жидкость и высвобождает энергию по мере продвижения
обратно в твердое состояние. Что делает PCM желательным для хранения тепла, так это его
способность удерживать одновременно очень разное количество энергии
температура.

Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим фазовые изменения, которые происходят с водой. Если
вода помещается в морозильную камеру, тепло отводится из нее
хладагент, пока он не станет льдом. Если затем лед помещается в
жидкость при комнатной температуре, она тает, поскольку поглощает энергию из этого
окружающая жидкость. Количество поглощенного тепла составляет около 143 БТЕ на
фунт, что означает, что фунт льда может охладить фунт воды от
От 175 ° F до 32 ° F, в то время как само по себе только меняет форму (т.е.,
от льда при 32 ° до воды при 32 °).

В настоящее время изучаются потенциальные теплоаккумулирующие материалы на
минимум дюжина химических соединений, которые изменяют фазу при температуре
в пределах полезного диапазона для отопления помещений. Однако на данный момент
продается только глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)
коммерчески. Соль Глаубера меняет фазы при 90 ° F и имеет
108 БТЕ на фунт «скрытого тепла» (количество поглощенного или выделенного тепла
во время смены фазы).Из-за высокой скрытой теплоты глауберова соль
требует меньшего объема хранения, чем камень или вода; что могло
означает более низкую стоимость складских помещений и больше полезного пространства в доме
чтобы компенсировать относительно высокую стоимость материала.

У ПКМ есть некоторые химические свойства, которые могут вызывать проблемы при нагревании.
хранение и передача; но большинство из них были преодолены или преодолеваются. Один
что PCM имеют тенденцию к переохлаждению при отводе тепла. Это значит, что,
вместо того, чтобы отдавать скрытую теплоту при температуре фазового перехода,
соль PCM может оставаться жидкостью, пока не упадет, возможно, до 15-30 °
ниже этой температуры.Для борьбы с этим сверхохлаждением »по Глауберу
соль, около 3 процентов химического вещества, декагидрат тетрабората натрия,
добавляется, чтобы вызвать фазовый переход при надлежащей температуре.

Еще одна проблема с солевыми ПКМ — это неконгруэнтное плавление,
что происходит, когда соль частично нерастворима в воде
кристаллизация. В случае глауберовской соли при ее плавлении
температуре около 15 процентов сульфата натрия остается в
нерастворимая безводная форма.Будучи вдвое более плотным, чем насыщенный
раствор, безводный осаждается и не перекристаллизовывается при
тепло отводится. Чтобы предотвратить это, используется загуститель, чтобы сохранить
водный раствор в суспензии, пока он не сможет преобразоваться в кристалл
структура при отводе тепла.

Способность аккумулировать тепло снизится со 108 примерно до 60 БТЕ на
фунт по мере оседания безводного. В настоящее время лучшее загущение
Используемый агент — аттапульгитовая глина, которая при добавлении к глауберовской
соль в количестве 7-10 процентов, препятствует оседанию
безводный и не разлагается со временем.

Примечание : Остерегайтесь смесей, содержащих целлюлозу, крахмал, опилки,
силикагель, диоксид кремния и т. д. Эти типы загустителей хорошо подходят для
некоторое время, но в конечном итоге либо гидролизуются солью, либо
разлагается бактериями и становится неэффективным. Имея дело с
уважаемая компания должна устранить некоторые из этих опасений. Не позволяйте
продавец продаст вам «секретный» загуститель; если бы это было хорошо
он был бы запатентован, и не было бы необходимости в секретах.)

Если в качестве материала для хранения используется камень, какой размер и тип лучше всего подойдут?

Хотя размер выбранной породы будет определяться в первую очередь
стоимость, как правило, чем больше размер, тем лучше для хранения
целей. Основная причина в том, что требуется меньше энергии, чтобы заставить
теплопередача воздуха через большие камни, чем через маленькие. Горные породы
менее дюйма в диаметре обычно слишком малы; тогда как еще
более 4-6 дюймов в диаметре слишком велики из-за недостаточного
площадь поверхности теплопередачи.

Собирая камень для хранения, ищите округлое поле.
камни диаметром от 4 до 6 дюймов. При коммерческой покупке у
каменный карьер, самый крупный из имеющихся, вероятно, «септический»
гравий », диаметр которого составляет 1–3 дюйма. Но не переусердствуйте.
озабочен размером; соглашайтесь на 2-дюймовый септический гравий, если у вас есть
платить больше за камень большего размера. Если есть, старый кирпич дома
хороший материал для хранения при штабелировании для обеспечения потока воздуха.

Вероятно, более важным, чем размер камня, является его однородность. Если
слишком много вариаций, более мелкие камни заполнят пустоты
между более крупными камнями, тем самым увеличивая мощность воздуходувки
требование. Кроме того, избегайте камней, которые имеют тенденцию к масштабированию и
чешуйки, например известняк. Образовавшаяся «пыль» улавливается
теплопередающий воздух и либо забивает фильтры печи, либо, если
печь обходится, выдувается прямо в зону нагрева.

Поскольку воздух необходимо продувать через каменное дно, необходимо
знать необходимое количество энергии. В общем, чем быстрее поток воздуха
и / или чем меньше размер камня, тем больше потребляемая мощность.

Например, скорость воздуха 50 футов в минуту через
10-футовый слой 1-дюймовой породы имеет перепад давления около 1 дюйма.
вода (статическое давление). Уменьшение скорости до 30 футов в минуту
сократит падение давления до 1/2 дюйма водяного столба.Падение давления
по всей системе (т. е. коллектор, платформа для хранения и воздуховоды)
должно быть не более 3-4 дюймов водяного столба (статическое давление).

Перед заполнением хранилища рассмотрите возможность мытья или проверки.
из «штрафов», которые в противном случае могли бы заполнить пустоты. Каменное хранилище
должен позволять отвод скопившейся влаги. Также,
рассмотреть способы предотвращения роста плесени и бактерий, одним из которых является
поддержание высокой температуры хранения даже в периоды малой нагрузки.

Какой тип теплоносителя мне следует использовать?

Средствами переноса, наиболее часто используемыми в солнечных системах отопления, являются:
воздушные, водяные и водо-антифризные смеси. Какой из них вы должны использовать
вполне может быть продиктовано типом выбранного материала для хранения. Для
Например, для хранения горных пород в качестве среды передачи требуется воздух; вода или
хранилища воды-антифриза используют ту же жидкость для передачи тепла;
Хранилище PCM. с другой стороны, использовал бы воздух или жидкость,
в зависимости от типа теплообменника.

Многие из первых домов, построенных на солнечной энергии, использовали водосборники
с накоплением воды из-за преимуществ повышенной эффективности
и уменьшенного размера. Однако в настоящее время солнечные системы отопления, использующие
воздух в качестве средства переноса рекомендуется для домашнего использования. Один
причина — меньшая вероятность повреждения; неисправная система передачи воздуха
почти не вызовет проблем, связанных с протекающей или замерзшей водой.
система будет. Кроме того, воздуховоды и воздуховоды обычно дешевле и
требуют меньшего обслуживания.До более надежной и «отказоустойчивой» жидкости.
системы разработаны, воздух, вероятно, по-прежнему будет рекомендован
теплоноситель для домашнего солнечного отопления.

Насколько большим должен быть мой солнечный накопитель тепла?

Необходимый объем хранилища зависит от четырех факторов: (1) нагрев
потребность в обогреваемой площади, (2) дня резерва хранения
желаемый, (3) температурный диапазон, в котором сохраняется тепло, и (4)
тип используемого материала для хранения.Ниже приводится краткое обсуждение каждого
коэффициент и рабочий лист I (с примером) для расчета необходимого тепла
емкость хранилища с использованием различных материалов для хранения.

Необходимое количество тепла — количество тепла, необходимое для поддержания желаемого
температура в доме или другом здании. Это равно сумме
тепла, которое конструкция теряет в окружающую среду через стены
и кровля за счет теплопроводности и конвекции. Эта потеря тепла может быть
оценивается по простым уравнениям, найденным в большинстве тепловых
переводные книги
(см. Связанные публикации на стр. 9) или часто газ и
Представители теплотехнической компании примут такие решения, как
услуга.

Запас хранения — это количество тепла, необходимое, если энергия не может быть
собираются в течение заданного количества дней. Хотя и весьма изменчивый,
сумма резерва, обычно планируемая для солнечного отопления дома при
настоящее время от 3 до 5 дней.

Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло — разница
между максимальной температурой полки для хранения при заполнении и
минимальная температура, которой должен быть теплоноситель
обогрев.В домах с солнечным отоплением максимальная температура «кровати», вероятно,
быть 130-150 ° F, в зависимости от используемого коллектора; тогда как минимум
температура передачи составляет около 75-80 ° F, если предположить, что желаемая комната
температура 70 ° F. Таким образом. хороший показатель «температурный диапазон» до
использование в расчетах объема хранилища будет 50 ° F (130 ° —
80 °) (Имеется тенденция к максимально возможному сохранению тепла.
температура для минимизации размера хранилища; но как
температура от коллектора повышается, КПД падает).

Теплоаккумуляторы отличаются определенными характеристиками, которые также
необходимо учитывать при определении емкости хранилища. В таблице 1 перечислены
насыпная плотность, удельная теплоемкость (теплоемкость) и скрытая теплота
три распространенных материала для хранения солнечного тепла — камень, вода и глауберовский
соль. На рисунке 1 показан сравнительный объем каждого материала для
такое же количество аккумулированного тепла, на основе примера на Рабочем листе I.

Таблица 1.Характеристики теплоаккумулятора трех обычных видов солнечного тепла
Материалы для хранения.

  Накопитель Объемная плотность Удельная теплоемкость Скрытая теплота 
-------------------------------------------------- --------------------------
Камень 100 фунтов / куб. Фут. 0,2 БТЕ / фунт ° F ---------------

Вода 62,4 фунта / куб. Фут. 1 БТЕ / фунт ° F ---------------

Глауберова соль 56 фунтов / куб. Фут. 0,5 БТЕ / фунт.° F 108 БТЕ / фунт. при 90 ° F
(фазовый переход (включая нагрев ниже 90 ° F
температура, 90 ° F) теплообменник) 0,8 БТЕ / фунт ° F
                                         выше 90 ° F
-------------------------------------------------- ---------------------------
 

Рабочий лист 1. Расчет необходимого объема накопления солнечного тепла

Пример: предположим, что вашему дому требуется отопление (расчетное количество тепла
потери) 15000 БТЕ в час, и вы хотите, чтобы ваша солнечная система отопления
иметь 3-дневный резерв хранения.Каким будет ваше необходимое хранилище
емкость с использованием камня, воды или глауберовской соли в качестве материала для хранения?

                                                                                       Наш Ваш
                      Ситуация с позициями и расчетами


1. Требуемый объем при использовании ROCK в качестве носителя.

   а. Потребность в отоплении здания: Расчетные потери тепла (см. Обсуждение выше).= 15 000 БТЕ / час ___________

   б. Часов в день: 24. = 24 часа в сутки ___________

   c. Желаемый резерв хранения: в среднем 3-5 дней (см. Обсуждение выше). = 3 дня ___________

   d. Общее необходимое тепло: Шаг 1.a (15000 БТЕ / час) x Шаг 1.b (24 часа / день) x Шаг 1.c
      (3 дня). = 1 080 000 БТЕ ___________

   е.Объемная плотность материала для хранения: Из Таблицы 1. = 100 фунтов / куб.фут ___________

   f. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из Таблицы 1. = 0,2 БТЕ / фунт ° F ___________

   грамм. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: в среднем 50-75 ° F (см.
      обсуждение выше). = 50 ° F -----------

   час Нагрев на кубический фут материала для хранения: Шаг 1.e (100 фунтов / куб.фут) x Шаг 1.f.
      (0,2 БТЕ / фунт ° F) x Шаг 1.g (50 ° F). = 1000 БТЕ / куб. Фут ___________

   я. Требуемый объем хранилища с использованием камня: Шаг 1.d (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 1.h
      (1000 БТЕ / куб. Фут). = 1080 куб. Футов ____________

2. Требуемый объем при использовании ВОДЫ в качестве носителя.

   а. Общее необходимое количество тепла: то же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 куб. Футов ___________

   б. Объемная плотность материала для хранения: Из Таблицы 1.= 62,4 фунта / куб. Фут ___________

   c. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из Таблицы 1. = 1 БТЕ / фунт ° F ___________

   d. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: То же, что и в шаге 1.g. = 50 ° F ___________

   е. Тепло на куб. футов материала для хранения: Шаг 2.b (62,4 фунта / куб. фут) x Шаг 2.c
(1 БТЕ / фунт ° F) x Шаг 2.d (50 ° F). = 3120 БТЕ / куб. Фут __________

   f. Требуемый объем хранения с использованием воды: Шаг 2.a (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 2. e
      (3120 БТЕ / куб. Фут.). = 346 куб. Футов ___________

3. Требуемый объем при использовании СОЛИ ГЛАУБЕРА в качестве носителя информации.

   а. Общее необходимое количество тепла: то же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 БТЕ ___________

   б. Объемная плотность материала для хранения: Из Таблицы 1. = 56 фунтов / куб.фут ___________

   c Скрытая теплота аккумулирующего материала: из таблицы 1.= 108 БТЕ / фунт ___________

   d. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из таблицы 1.

                            * Температура выше фазового перехода = 0,8 БТЕ / фунт ° F ___________
                            ** Температура ниже фазового перехода = 0,5 БТЕ / фунт ° F ___________

   е. Разница температур между фазовым переходом (90 ° F) и хранением
      максимум (130 ° F) и минимум (80 ° F): см. обсуждение температурного диапазона
      выше.* Разница температур выше фазового перехода = 40 ° F ___________
                                    ** Разница температур ниже фазового перехода = 10 ° F ___________

  f. Нагрев на фунт материала для хранения: Шаг 3.c + (Шаг 3.d * x Шаг 3.e *) + (Шаг 3.d **
     x Шаг 3.e **). Пример: 108 БТЕ / фунт. + (0,8 БТЕ / фунт ° F x 40 ° F) + (0,5 БТЕ / фунт ° F x
     10F) = 108 БТЕ / фунт.+ 32 БТЕ / фунт. + 5 БТЕ / фунт. = 145 БТЕ / фунт ___________

  грамм. Нагрев на куб. футов материала для хранения: Шаг 3.b (56 фунтов / куб. фут) x
     Шаг 3.f (145 БТЕ / фунт). = 8120 БТЕ / куб. Фут ___________

  час Требуемый объем хранилища с использованием глауберовской соли: Шаг 3.a (1 080 000 БТЕ) ÷
     Шаг 3.g (8120 БТЕ / куб. Фут). = 133 куб. Футов ___________

 

Где должен быть мой солнечный накопитель тепла?

Как правило, для отопления жилых помещений
содержится в самом доме.Так как это тяжело. самый лучший
расположение в подвале или на нижнем уровне — и на бетоне. нет
деревянные опорные элементы. Внутреннее хранилище должно иметь
некоторая изоляция, особенно если хранилище заряжается во время
летом. Тем не менее, это не обязательно должно быть так сильно изолировано, как на открытом воздухе.
хранение, так как тепловые потери идут непосредственно на отопление дома.

Хранилище также может быть расположено снаружи дома либо в
на земле или в неотапливаемом здании.при условии, что он хорошо изолирован. Сухой,
хорошо дренированная почва действует как подходящая изоляция в хранилище
похоронен снаружи; подземное хранилище также обеспечивает более удобную жизнь
место в доме.

Важна ли форма теплонакопителя?

Важность конфигурации хранилища зависит от
используемый материал для хранения. Хранилища жидкостей обычно хранятся в
одиночный большой танк. Использование нескольких резервуаров меньшего размера позволит
максимизация температуры в меньшем объеме, вместо того, чтобы
нагрейте весь объем одного резервуара.Однако из-за стоимости
нескольких резервуаров и связанных с ними проблем с клапанами, а также потому, что
значительная вертикальная температурная стратификация в воде
бак, рекомендуемая процедура — использовать один бак и взлетать
вода наверху, где она наиболее теплая.

Эффективность склада очень зависит от
конфигурация. Основная проблема при проектировании хранилища горных пород
сводит к минимуму падение давления в воздушном потоке через хранилище.В
как правило, чем короче расстояние, которое должен пройти воздух, и тем ниже
расход воздуха, тем меньше будет перепад давления.

Минимальная длина, необходимая для адекватной теплопередачи внутри
накопление зависит от расхода воздуха, коэффициента теплопередачи воздуха к
рок, и площадь поперечного сечения. При нормальных условиях эксплуатации
эта минимальная длина довольно мала. Следовательно, чем короче
хранилище может быть (в пределах разумного), чем ниже эксплуатационные
Стоимость.Как правило, скорость воздушного потока 20-30 футов в минуту невысока.
желательно. Площадь хранения можно приблизительно определить, разделив
общий расход воздуха из коллектора (в кубических расходах в минуту) от
скорость (в футах в минуту).

Хотя воздух можно продувать через пласт в горизонтальном направлении,
эффективная система предназначена для вертикального воздушного потока. Горячий воздух
из коллектора выдувается сверху, а холодный воздух возвращается обратно
к коллектору снизу.Когда требуется тепло для нагрева
в комнате воздушный поток меняется на противоположный.

Может ли дополнительная изоляция уменьшить требуемый объем хранения (и стоимость)?

Поскольку потребность здания в отоплении определяет количество солнечной энергии.
тепло, которое необходимо собирать и хранить, снижение этого требования приведет к
также уменьшите площадь коллектора и емкость хранилища
нужный. Обычно самый дешевый способ уменьшить теплопотери — это
правильная изоляция. Фактически, деньги, сэкономленные за счет меньшего объема хранилища
площадь, складские материалы и площадь коллектора часто больше, чем окупается
дополнительная изоляция.

Насколько добавление изоляции может снизить стоимость
система солнечного отопления зависит от ряда факторов, таких как
структурная прочность здания, существующий уровень теплоизоляции, тепло
материал для хранения и т. д. Но можно сэкономить
важно, как показывает пример на Рабочем листе II. Используйте рабочий лист
для определения требований к отоплению и последующему сбору-хранению
объем системы и стоимость при вашем нынешнем уровне изоляции, а затем
на «должных» уровнях.Как правило, хранилище следует изолировать от
значение R-11, если в отапливаемой зоне, и R-30, если в неотапливаемой зоне.
область.

На что следует обратить внимание или о чем спросить при покупке коммерческого отопления
устройство хранения?

Если прогнозируемый строительный «бум», связанный с солнечной энергией, действительно
становится реальностью, наверняка возникнут какие-то однодневки
компании, которые попытаются воспользоваться «невежеством потребителей»
относительно систем хранения солнечного тепла и материалов.Защищать
себя из этих фирм, а также иметь основу для мудрых
вариантов, следуйте этой предложенной процедуре:

    1. Остерегайтесь систем «черного ящика». Знайте, что в системе и как
    он действует.
    2. Если вы не знакомы с компанией, проверьте ее через Better
    Бизнес-бюро или аналогичная организация.
    3. Свяжитесь с кем-нибудь, у кого уже есть один из
    устройства хранения данных; они могут многое рассказать о типе выступления
    ожидать.Будьте очень осторожны, если продавец не может или не даст вам
    клиенты, чтобы связаться.
    4. Получите письменные претензии компании перед покупкой
    система. Также получите их, чтобы гарантировать заданный уровень производительности и
    замените все неисправные детали.
    5. Попросите показать проектные расчеты системы и проверьте их
    использование имеющихся справочных материалов или получение помощи от вашего округа
    Дополнительный офис.
    6. Если система требует использования теплоаккумулирующего материала, например
    рок, рассчитайте его стоимость, если бы вы купили его сами.Это будет
    дать вам представление об объеме затрат на оплату труда и рекламных затрат.
    в сделке.
    7. Если система требует предварительно упакованных PCM. попросить посмотреть
    данные компании, подтверждающие заявления относительно тепловой мощности, скрытой теплоты и
    ожидаемый срок полезного использования. Помните, что заявления о том, сколько раз
    Материал для хранения ПКМ не так важен, как количество
    тепло поглощается и выделяется в каждом цикле. Если безводная соль держится
    оседая, эффективность хранилища со временем снижается, но
    PCM будет продолжать цикл (на уровне 60 БТЕ на фунт вместо 108
    БТЕ).

Связанные публикации

Единичные копии следующих публикаций Purdue Extension
доступны вопросы солнечного отопления и энергосбережения
жителям Индианы из их окружного офиса или
написав в Центр распространения СМИ, 301 South Second Street,
Лафайет, Индиана, 47901–1232.

Солнечное отопление для дома, фермы и малого бизнеса (AE-88)


Рабочий лист II. Определение эффекта дополнительной изоляции

по объему и стоимости теплоаккумулятора и коллектора

Пример: типичный квадратный двухэтажный дом.с площадью поверхности крыши
1267 квадратных футов и площадь стены 2400 квадратных футов должны быть
солнечное отопление. В настоящее время он имеет только 6 дюймов изоляции.
стекловолокно (значение проводимости 0,053 БТЕ / час — ° F-кв. фут. в крыше
и 1 дюйм древесноволокнистой плиты (значение проводимости 0,33 БТЕ / час- ° F-кв. фут) в
стены. Внутренняя температура будет поддерживаться на уровне 70 ° F: ожидается
внешняя низкая температура составляет 10 ° F. Должен ли владелец оформить воздух
коллектор и глауберова система хранения соли для дома
потребность в отоплении.или стоит добавить еще 6 дюймов
изоляция в крыше и 3 1/2 дюйма в стенах?

                                                                                Наш Ваш
           Ситуация с позициями и расчетами

1.Требования к отоплению здания с существующей изоляцией.

   а. Разница между внутренней и внешней температурой: из примера выше
        (70 ° F - 10 ° F).= 60 ° F _____________

   б. Площади кровли и стен; Из примера выше.
* Корневая площадь = 1267 кв.футов _____________
** площадь стен = 2400 кв.футов _____________

   c. Значение проводимости для данного типа и толщины изоляции:
      Обратитесь к дилеру строительных материалов. (Пример: крыша, 6 дюймов.
      стекловолокно; стена, ДВП толщиной 1 дюйм).
                                                        * Утеплитель крыши =.053 БТЕ / ч
° F-кв.фут _____________
                                                        ** Изоляция стен = 0,33 БТЕ / ч.
° F-кв.фут _____________

   d. Потери тепла через крышу: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b * (1267 кв. Футов)
      x Шаг 1.c * (0,053 - БТЕ / час- ° F-кв.фут). = 4029 БТЕ / час ______________

   е. Потери тепла от стен: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b * (2400 квадратных футов) x
      Шаг 1.c ** (0,33 БТЕ / ч.- ° F-кв.фут). = 47 520 БТЕ / час ______________

  е. Общая текущая потребность в тепле: Шаг 1.d (4029 БТЕ / час) + Шаг 1.e
    (47 520 БТЕ / час). = 51 549 БТЕ / час ______________

2. количество и стоимость складских материалов для удовлетворения текущих потребностей в отоплении.

  а. Часов в день: 24. = 24 часа в сутки _____________

  б. Желаемый запас аккумулирования тепла: Сред. 3-5 дней. = 3 дня _____________

  c.Теплоемкость накопительного материала: для глауберовской соли,
     см. Рабочий лист I, Шаг 3.f

  d. Стоимость единицы складского материала: уточняйте у поставщика. = 0,25 доллара США / фунт _____________
 
  е. Общий необходимый для хранения материал: (Шаг 1.f x Шаг 2.a x Шаг 2.b) ÷ Шаг 2.c.
     Пример: (51549 БТЕ / час x 24 часа в день x 3 дня) ÷ 145 БТЕ / фунт.
     = 3,711,526 БТЕ ÷ 145 БТЕ / фунт. = 25 597 фунтов _____________

  е. Общая стоимость необходимых складских материалов: Шаг 2.е. (25 597 фунтов) x Шаг 2.d
    (0,25 доллара США за фунт). = 6399 долларов США ______________

3. Размер и стоимость коллектора для удовлетворения текущих потребностей в отоплении.

   а. Желаемая способность собирать потребность в тепле: в среднем 2 дня. = 2 дня ______________

   б. Уровень радиации для коллектора: уточните у поставщика. = 1000 БТЕ / кв.фут ______________

   c. Стоимость коллектора за квадратный фут: уточняйте у поставщика.= $ 1,00 / кв.фут ______________

   d. Общая необходимая площадь коллектора: (Шаг 1.f x Шаг 2.a x Шаг 3.a) ÷ Шаг 3.b.
      Пример: (51549 БТЕ / час x 24 ч / день x 2 дня) ÷ 1000 БТЕ / кв.фут
      = 2,474,352 БТЕ ÷ 1000 БТЕ / кв. Фут. = 2474 кв. Фута ______________

   е. Общая стоимость коллектора: Шаг 3.d (2474 кв. Фута) x
       Шаг 3.c (1,00 долл. США за кв. Фут). = 2474 доллара США ______________

4.Потребность в отоплении здания с дополнительной изоляцией

  а. Текущее значение проводимости + дополнительная изоляция: Шаг 1.c + добавлено
     изоляция. (Пример: крыша 6 из стекловолокна + пенополистирол 6 дюймов; стена 1 дюйм.
     ДВП + 3-1 / 2 дюйма, пенополистирол
                                               * Изоляция корня = 0,026 БТЕ / ч- ______________
° F-кв.фут
** Изоляция стен = 0,071 БТЕ / ч- ______________
° F-кв.футов
                           
  б. Потери тепла через крышу: Шаг 1.a (60 ° F. X Шаг 1.b * (1267 кв. Футов)
     x Шаг 4.a * (0,026 БТЕ / ч- ° F-кв.фут) = 1977 БТЕ / ч ______________

  c. Потери тепла от стен: Шаг 1.a (60 ° F) x Шаг 1.b ** (2400 кв. Футов)
     x Шаг 4.a ** (0,071 БТЕ / ч) - ° F-кв.фут). = 10224 БТЕ / час ______________

  d. Общая потребность в отоплении с дополнительной изоляцией: Шаг 4.b (1977 БТЕ / час) +
      Шаг 4.c (10224 БТЕ / час) = 12 201 БТЕ / час _____________

5. Количество и стоимость складского материала для обеспечения «дополнительной изоляции».
  потребность в отоплении

  а. Общий объем необходимого для хранения материала: (Шаг 4.d x Шаг 2.a x Шаг 2.b) ÷ Шаг 2.c
     Пример: (12 201 БТЕ / час x 24 часа в день x 3 дня ÷ 145 БТЕ / кв.фут =
     878 472 БТЕ ÷ 145 БТЕ / фунт = 6058 фунтов _____________

  б. Общая стоимость необходимых складских материалов:
     Шаг 5.a (6058 фунтов) x Шаг 2.d (0,25 доллара США / фунт) = 1515 долларов США _____________

6. Размер и стоимость коллектора с учетом «дополнительной теплоизоляции» отопления.
  требование

  а. Общая необходимая площадь коллектора: (Шаг 4.d x Шаг 2.a x Шаг 3.a) ÷ Шаг 3.b.
     Пример: (12 201 БТЕ / час x 24 часа / день x 2 дня) - 1000 БТЕ / кв. Фут. знак равно
     585648 БТЕ ÷ 1000 БТЕ / кв. Фут. = 586 кв. Футов ______________

  б. Общая стоимость коллектора:
       Шаг 6.а. (586 кв. Футов) x Шаг 3.c (1,00 долл. США / кв. Фут). = 586 долларов США ______________

7. Экономия затрат на тепловую систему за счет добавления теплоизоляции.

  а. Удельная стоимость изоляции: уточняйте у поставщика. Пример: 6 дюймов и 3-1 / 2 дюйма.
    коврики.
* 6 дюймов коврики = 0,20 доллара США / кв.фут ______________
** 3-1 / 2 дюйма = 0,12 доллара США за квадратный фут ______________
                                            
  б. Стоимость дополнительной изоляции: (Шаг 1.b * x Шаг 7.a *) + (Шаг 1.b ** x Шаг 7.а **).
     Пример: (1267 кв. Футов x 0,20 $ / кв. Фут) + (2400 кв. Футов x 0,12 $ / кв. Фут)
     = 253 + 288 долларов. = 541 доллар США ______________

  c. Общая стоимость тепловой системы с существующей изоляцией: Шаг 2.f (6399 долларов США) + Шаг 3.e
    (2474 доллара США). = 8823 долл. США ______________

  d. Общая стоимость тепловой системы с дополнительной изоляцией: Шаг 5.b (1515 долларов США) + Шаг 6.b
      (586 долларов США) + Шаг 7.b (541 доллар США). = 2642 доллара США ______________

  е.«Экономия» за счет изоляции: Шаг 7.c (8873 долл. США) -
       Шаг 7.d (2642 доллара США). = 6231 долл. США ______________

 


Новое 9/78

Кооперативная консультативная работа в сельском хозяйстве и домохозяйстве, состояние
Индиана, Университет Пердью и Министерство сельского хозяйства США.
Сотрудничество; Х.А. Уодсворт, директор, West Lafayette, IN. Выдается в
исполнение актов 8 мая и 30 июня 1914 г.Кооператив
Служба распространения знаний Университета Пердью — это позитивное действие / равное
возможность учреждения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *