Водяной теплоаккумулятор

Я сделал у себя в котельной теплоаккумулятор (ТА) из еврокуба. Еврокуб купил Б/у, по всей видимости немецкий (пластик жесткий), т.к. только еврокубы Shults сделаны не из простого PE, а из PE-HD, который выдерживает, по разным сведениям до 90 или 120С. Я до такой температуры греть не собираюсь, максимальная температура в баке будет около 70-75С. Это также связано с тем, что мой бак  в 1000 литров трудно (и не нужно) нагреть до такой температуры электричеством ночным тарифом одновременно с теплыми полами.

В первую зиму запустил теплые полы (ТП) сначала на 1, потом и на 2 этажах. В обычную температуру в -10…-15С хватало греть дом в течение 8 ночных часов 6 кВт ТЭН. В сильные морозы нужно включать 10-12 кВт, но, т.к. я в доме не находился по 1-2 недели, а ТЭНы включались по простому таймеру, я не мог регулировать мощность ТЭНов автоматически. Весной, когда морозы снизились до -5…+5 уменьшил мощность до 4 кВт.

Такие режимы позволяли поддерживать температуру в доме на уровне 19-22 градусов. В сильные морозы, если не была увеличена мощность ТЭНов, дом мог остыть до 15 градусов.

Как-то весной забыл включить обогрев вообще, дом за неделю остыл с 18 до 12 градусов, при этом были небольшие, но морозы (ночью до -12С, днем около 0). Все это говорит о хорошей тепловой инерционности дома.

В ТА врезаны 6 ТЭНов по 2 кВт. См. фотографии в фотоальбоме “Теплоаккумулятор“.

Зимой 2016 теплые стены не работали, т.к. водой заполнять их побоялся. Летом 2017 врезал в ТА медные змеевики. Об этих теплообменниках подробнее в статье “Расчеты гидравлики“, раздел про теплообменники.

Зимой 2017 года ТА из еврокуба потек, в 2 местах – в кране слива и в одном из мест выхода трубы для отопительного контура сзади. Пришлось до окончания отопительного сезона постоянно выливать воду.

Было решено избавиться от ТА, т.к. он показал свою ненадежность. Был куплен Stank AT-Duo емкостью 750 л, что позволило переделать систему отопления на напорную без применения дополнительного теплообменника. 

Информация с форума по расчету ТА
Расчет водяного теплоаккумулятора систем отопления

Расчет теплоаккумулятора состоит из трех частей:
1. Формулы расчета запаса энергии теплоаккумулятора.
2. Расчет мощности нагревателей и расхода энергии.
3. Расчет необходимого объема теплоаккумулятора.

1. Формула расчета запаса энергии теплоаккумулятора:

Исходная “формула” для расчета накопленной энергии:
Для нагрева/охлаждения 1 тонны воды на 1*С необходимо 1,16кВт*часа энергии. Значит для нагрева на 40*С – 46,4кВтчаса.
Надо учитывать, что дельта в 40*С это наиболее близкая к максимально- реальной дельте температур в теплоаккумуляторе. Лучше конечно больше, но заметно больше получается редко, а меньше – не выгодно. Хотя, стремиться повысить эту дельту – надо.

2. Расчет мощности нагревателей и расхода энергии.

Сначала про единицы измерения теплопотерь.
Теплопотери это – потери энергии в единицу времени.
Т.е., кВт*часы в час (кВт*час/час). Часы сокращаются, остаются киловатты.
Для этого расчета надо знать теплопотери дома в формате “кВт при дельте температур улица-дом”. К примеру, по последнему СНиПу теплопотери должны быть не больше, чем 50Вт/кв.метр отапливаемой площади дома при максимально холодной неделе (для Москвы – минус 28*С)). Т.е., если дом – 100кв.м., то по этому СНиПу его теплопотери при -28*С будут 5кВт.
Если Вы хотите отапливать такой дом, то при -28*С на улице Вам надо иметь в сутки 120кВтчасов энергии (5кВт*24часа).
Примечание:
Вообще-то, дом должен быть теплым не в среднем за неделю, а в любую микросекунду;), поэтому лично я взял бы для расчетов (при суточном цикле нагрева-остывания теплоаккумулятора) не “самую холодную неделю”, а самую холодную ночь. В этом случае взятые выше -28*С окажутся завышенными. Я бы взял, например, -35*С (для Московии).
Предположим, что накопление энергии в теплоаккумуляторе будет идти 7 часов (это – длительность ночного электротарифа). Тогда суммарная мощность нагревателей должна быть 17кВт (120кВтчасов/7часов). А накоплено в теплоаккумуляторе за ночь будет 85кВтчасов (120кВтчасов минус 5кВт*7часов, которые потрачены на отопление ночью).
Т.е., Вам надо к утру иметь в теплоаккумуляторе 85кВтчасов при дельте температур в теплоаккумуляторе (нагрето-остыло) 40*С.

3. Расчет необходимого объема теплоаккумулятора.

В тонне воды (см. “формулу” выше) при дельте 40*С содержится 46кВтчасов тепла. Это значит, что для накопления 85кВтчасов надо 1,8 тонны воды (85/46). При Δ50 – 58 кВт*ч.
Все необходимые для Вас перерасчеты под свои условия здесь должны быть линейны, т.е. пропорциональны изменениям площади дома, дельтам температур и теплопотерям.
Для снижения объема теплоаккумулятора можно еще постараться максимизировать дельту температур в нём, сделав её выше 40*С. При отапливаемых полах это вполне реально.

Что делать если немного не хватает мощности сети?
1. Дополнительно утеплить дом.
2. В самые морозы закрыть и не отапливать некоторые комнаты.
3. Увеличить мощность сети (через поставщика э/энергии)
4. Включать нагрев теплоаккумулятора не только в ночное время, но (в самые морозы) и днем. А т. к. самые морозы бывают не часто, то и финансовые потери на дневной тариф будут небольшими.
5. Добавить в систему твердотопливный котел – как резервное отопление и как добавка в морозы. Считаю, что при электро-отоплении резервное отопление очень желательно в любом случае. Я для себя в этом вопросе разобрался: Стратегия твердотопливного круглогодичного отопления.
Ну, или заключить с энергетиками жестокий для них договор, чтобы почти никогда (надолго) не отключали э/э. Впрочем, тому кто это сможет сделать надо будет вручить орден “За заслуги перед Отечеством” (и это – не шутка, хоть и забавно звучит).
6. При работе на пределе мощностей можно использовать реле приоритета (реле разгрузки), которые, при необходимости, на короткое время будут отключать мощные нагреватели (а лучше – только часть из них) для возможности использования других потребителей без превышения предельной мощности сети. Если эти “другие потребители” находятся внутри дома, то вся электроэнергия потраченная на них всё равно перейдет в тепло.
***
Еще может пригодиться это:
Предупреждение коррозии в теплоаккумуляторах систем отопления.
Измерение теплопотерь дачного дома (6 методов).
И это: Катодная защита бойлеров и тепловых аккумуляторов.
Расчет толщины утепления ППС при нахождении ТА на улице.
Здесь расчет ТА по нагрузкам (я его не проверял).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Энергоэффективный дом