Теплоаккумулятор своїми руками: розміри, матеріали, утеплення

Установка в системі опалення водяного акумулятора тепла вирішує відразу багато проблем. З твердопаливними котлами вигоди взагалі багато: рідше топити і рівніше температура в будинку. Ще цей пристрій допомагає зробити опалення більш економічним, так як котел працює в самому оптимальному режимі – при активному горінні дров. Ще теплоаккумулятор (ТА) дозволяє опалюватися електрикою не так дорого. Це хороший варіант заощадити для тих, у кого є нічний тариф із солідною різницею в ціні щодо денного тарифу. Єдине що зупиняє: найвищі ціни на теплоакумулювальні ємності – сотні тисяч. Є і більш дешевий варіант – зробити теплоаккумулятор своїми руками. Обійдеться в 20-50 тисяч – в залежності від обсягу і обраного матеріалу. 

Матеріали, конструкція і утеплення

Саморобні акумулюючі ємності для систем опалення зазвичай роблять у вигляді куба. Розміри і пропорції кожен вибирає виходячи з наявної площі. У чому їх недолік? Здебільшого негерметичні. Ні, вони не течуть і дуже добре себе почувають в системах з природною (гравітаційною) циркуляцією.

В системі закритого типу, бажана саме герметична ємність – щоб не було повітря в теплоносії, можна було підтримувати стабільний тиск. Домогтися цього в кустарних умовах зовсім непросто, хоч і можливо.

З теплообмінником і без

Є два типи теплоаккумуляторов, які ставлять в опалення: з теплообмінником всередині підключеним до апарата і без нього. У другому випадку, це просто ємність з патрубками. Такі ТА ставлять, якщо теплоносій в системі і у котла один, і якщо тиск у всіх частинах системи однакове. Третє обмеження – по температурі. У системах опалення такого типу температура всередині котла і на споживачах (радіаторах, теплом підлозі і інших пристроях) може бути однаковою.

З першого погляду теплоаккумулятор без теплообмінника здається більш виграшним: прямий нагрів води більш ефективний, ніж через опосередкований (через теплообмінник). Витрати менше – так як теплообмінник роблять з мідної труби або нержавіючої сталі і довжина труби – кілька десятків метрів.

Але, якщо пустити воду від котла через змійовик, служити теплообмінник котла буде довше. Адже в цьому колі циркулювати буде невеликий обсяг. Розчинені в ньому солі швидко осядуть, а так як нових «надходжень» немає, то і інших відкладень не буде. Без змійовика прокачуватися буде весь теплоносій в системі (включаючи і той, що в баку), так що осаду буде в десятки разів більше.

Якої довжини трубу брати для теплообмінника

У більшості випадків теплоакумулятори роблять з теплообмінниками. Використовують для цього мідну трубу згорнуту спіраллю або чавунні радіатори. З цим все зрозуміло. Але ось якої довжини повинна бути труба або скільки секцій в радіаторі? Це треба рахувати. Точний розрахунок довгий і складний, а приблизно можна порахувати так:

  • За досвідченим даними секція радіатора має коефіцієнт теплопередачі близько 500 Вт / кв.м * град, дюймова мідна труба – 800 Вт / кв.м * град.
  • Приймаємо також, що середня різниця температур в теплоносії становить 10 ° С.
  • Для розрахунку планований запас тепла ділимо на коефіцієнт теплопередачі матеріалу (труба або радіатор). Отримуємо площа теплообміну для даного випадку в квадратних метрах.
  • Шукаємо в даних яка площа поверхні у обраного вами матеріалу (у 1 метра труби або 1 секції радіаторів). Щоб знайти метраж або кількість секцій, ділимо отриману площу теплообміну на площу поверхні.

Це приблизний розрахунок. Дані вийдуть трохи завищеними, але це непогано. Набагато гірше, якщо вони будуть занижені – теплоносій в теплообміннику закипить раніше, ніж нагріється вода в ємності ТА. Тому краще брати з запасом.

Щоб було трохи зрозуміліше, розрахуємо довжину труби і кількість секцій, якщо треба передати воді в ТА 25 кВт тепла. 25000 Вт / 800 Вт / кв.м * град = 3,21 м2. У випадку з дюймовим циліндром буде потрібно близько 40 м.

Для радіаторів розрахунок аналогічний: 25000 Вт / 500 Вт / кв.м * град = 5 м2. Це близько 20 секцій батарей.

Що краще – радіатори або труби? З точки зору практичності, краще радіатори. Якщо раптом виявилося, що теплопередача зробленого теплообмінника недостатня, завжди можна додати пару секцій. З трубою складніше – її НЕ дорости. Доведеться або брати шматок довше, або мудрувати щось з другим контуром теплообмінника. Є, правда, ще варіанти – додати ребра (для збільшення площі тепловіддачі) або встановити циркуляційний насос, який буде створювати рух в ємності. За рахунок цього збільшиться тепловіддача.

Насос поставити простіше, але працювати він буде тільки при наявності електроживлення. Так що цей варіант не на всі випадки життя. Хіба що у вас є електрогенератор або інше джерело живлення на випадок зникнення мережевої напруги.

З яких матеріалів роблять

Самостійно ємність для акумулювання тепла в системі опалення роблять:

  • Зі звичайної листової сталі товщиною 4 мм. Найбільш бюджетний варіант. Поганий він тим, що такий бак іржавіє. Але є технології і покриття, які дозволять цей процес запобігти / уповільнити (опис трохи нижче).
  • З листової нержавіючої сталі товщиною від 2 мм. Тут проблема в зварних швах. Якщо зварювати в звичайних умовах, в районі нагріву (шви) легирующие метали вигорають, так що шви іржавіють і течуть. Вирішити проблему можна купивши пальник TIG і варити в середовищі з аргоном.
  • З еврокуба. Це велика пластикова ємність. Вона не іржавіє, герметична. Ось тільки температура рідини в ній не повинна перевищувати 72-73 ° C, інакше її «поведе». Щоб не перегрівати, доведеться збільшувати обсяг або зменшувати «простої» між топками.

А взагалі, роблять теплоаккумулятор і з великих бочок. Під невелику систему можна зварити дві-три двохсотлітрові бочки. Таку ємність можна поставити в невеликий будинок – до 60-70 квадратів.

Щоб ємність зі звичайної стали не іржавіла, зсередини її треба покрити герметичним складом. Для цих цілей використовують товсту плівку, якою обтягують басейни. Її зварюють за потрібними розмірами за місцем. Є ще резиноподібного фарби або мастики. Частина з них теж використовують для герметизації басейнів, але багато застосовуються в різних виробництвах. І плівки, і мастики / фарби вам треба знайти ті температурний режим використання яких перевищує 100 ° C (а краще – 110 ° C). Ще варіант – термостійкий стеклоемаль.

Якщо мова йде про теплообмінники, їх роблять з самих різних матеріалів:

  • Мідні труби (краще безшовні, відпалені).
  • Нержавіюча труба. Гофрована або з рівними стінками.
  • Поліетиленова труба для опалення Pex-Al-Pex, згорнута в спіраль і зафіксована на каркасі.
  • Чавунні радіатори.

Саморобні теплообмінники для теплоаккумуляторов роблять зазвичай у вигляді спіралі. Для цих цілей відмінно підходить відпалена мідна чи гофрована нержавіюча труба. Зігнути їх не проблема, навіть з невеликим діаметром. Ці два матеріали і лідирують. Але гофрована труба не дуже хороша з точки зору тепловіддачі. Нехай у неї більше площа поверхні, але рух теплоносія вздовж неї утруднено. Так що це – не найкращий вибір. Особливо для котлів з малою потужністю.

У парі з потужними котлами і в акумулюючих ємностях великих обсягів (від куба і більше), добре себе показали чавунні радіатори. Це бюджетний варіант, але він має серйозні недоліки. Перший – велика інерційність. Поки не нагріється сам радіатор, ніякого теплообміну з водою. Це збільшує час нагрівання ТА. Другий недолік – чавун іржавіє. Нехай не так швидко, але все-таки. Щоб частинки іржі не потрапили в систему, на виході з саморобною буферної ємності ставте грязевики.

утеплення

Так як основне завдання – зберегти якомога більше тепла, саморобні теплоакумулятори треба утеплювати. Два найпоширеніших матеріалу для цих цілей – пінопласт високої щільності (не менше 350 гр / м?) І мінеральна вата. Мінеральну вату краще брати в матах, з нею простіше працювати. За товщиною – на низ і боки беруть по 10 см, верх можуть утеплити ретельніше – 15 см.

Щоб зроблений своїми руками теплоаккумулятор виглядав презентабельнєє, і для того щоб трохи поліпшити теплозбереження, поверх теплоізоляції покрити його можна фольгированним пензлем, обшити фанерою, ОСП або іншим листовим матеріалом.

Трохи складніше з утепленням нижній частині буферної ємності. Заповнена водою вона буде важити дуже солідно, так що багато матеріалів просто зімнуть, і толк від них буде зовсім невеликий. Є два шляхи вирішення:

  • Як теплоізоляційного прошарку використовувати піно / газо бетонні блоки, поверх яких укласти кілька шарів базальтового картону. Виходить непогана теплоізоляція.
  • Зробити бак на ніжках або зварити раму, на яку поставити ємність. В цьому випадку можна використовувати будь-який з утеплювачів – його можено посадити на монтажну піну.

До незвичайним матеріалами, які використовували для утеплення теплоаккумуляторов, відноситься комірчастий полікарбонат. Він сам по собі добре зберігає тепло, так як використовується при будівництві теплиць. Його можна укласти в кілька шарів, довівши теплоізоляцію майже до ідеалу. В цьому випадку обшивка фольгированним теплоізоляції набуває більший сенс: тепло буде відображатися назад на бак.

Ребра жорсткості або каркас

Теплоаккумулятор своїми руками роблять частіше з листового металу. Товщина його – кілька міліметрів. Навіть при обсязі 500-700 літрів виходить солідна така ємність. При заповненні водою, стінки ємності роздуваються в сторони – тиск води чимале.

Щоб стінки ємності не прогиналися, можна або наварити зсередини ребра жорсткості (як на фото), або зварити каркас з куточків і металевих смуг, а потім ошпарити його вже металом. При виборі варіанту з ребрами жорсткості, заробляти їх треба по довгій стороні (якщо така є) з відстанню не більше 50 см. Приварений поперечні смуги на протилежних сторонах куба, їх з’єднують за допомогою металевих смуг або штирів, приварюючи їх теж з не дуже великим кроком .

Приклади саморобних теплоаккумулюючих ємностей для опалення

ТА для дешевого опалення електрикою

Цей теплоаккумуляторний бак був зроблений під електричний котел. З його допомогою запасається тепло під час дії нічного тарифу. Ємність вийшла великий, щоб прискорити процес і мати певний запас потужності на випадок зменшення терміну дії нічного тарифу, були врізані ще три Тена по 2 кВт. Вони включені «зіркою» до трифазної мережі.

За матеріалами:

  • розмір бака – 1,5 * 1,5 * 0,75 м (ємність близько 1,7 м?), товщина листа – 4 мм (пішла частина листа 1,5 * 6 м);
  • радіатор чавунний – 7 секцій;
  • металевий куточок – приварений по периметру верхньої частини для фіксування кришки;
  • гумовий ущільнювач на основі, що самоклеїться – для ущільнення тієї самої кришки;
  • металева арматура – штуцери із зовнішнім різьбленням, відсічні крани;
  • електроди для зварювання.

Сам процес складання ємності простий – треба:

  • Проварити всі шви, зачистити, покрити ґрунтовкою.
  • Зробити отвори під патрубки, встановити і ошпарити арматуру.
  • Приварити «стяжки» всередині бака ».
    Зафіксувати радіатор / теплообмінник можна приваривши на потрібному рівні розпірки (або куточки) Ось так притягається кришка Це бак акумулятора тепла в готовому вигляді
    Вид зверху Тени встановлені внизу – підігрівати найхолодніший шар Врізана і вварена арматура
    Щоб стіни не «роздмухувало»
  • Куточки просвердлити з кроком 15-20 см. Це отвори під гвинти стяжки. потім – обв’язку з куточка.
  • Місця зварювання (все) зачистити, прогрунтовать, пофарбувати.
  • Покрити ґрунтовкою і пофарбувати всі поверхні зовні і всередині.
  • Зачистити, покрити ґрунтовкою два рази і пофарбувати чавунну батарею / теплообмінник.
  • До зробленим під теплообмінник висновків підключити батарею, закріпити її в баку.
  • До кришки бака по периметру приклеїти гумовий ущільнювач. Краще клеїти цілим шматком – буде більш герметично.

Готовий бак встановлений на шар пінопласту високої щільності (10 см), обкладений з боків і зверху матом з мінеральної вати товщиною 1о см. Утеплювач приклеювався до стінок. При експлуатації бак і компоненти почали сильно іржавіти. Уповільнити процес допоміг встановлений всередину магнієвий анод.

Саморобний герметичний бак з нержавіючої сталі

У систему опалення з вугільним котлом потужністю 56 кВт (опалювальна площа 190 м?), Зібрали теплоаккумулятор об’ємом в 4 куба. І потужність котла, і розміри бака взяті з дуже великим запасом – власник хоче топити в холоди не частіше 1 рази в день, при невеликому мінусі – раз в два-три дня. З такими параметрами йому це вдається. Передбачається в систему подавати теплоносій з температурою не вище 50 ° C, так що радіатори в кімнатах встановлені з подвійним запасом (розрахунок був по площі). На кожному радіаторі стоять терморегулятори, щоб була можливість регулювати температуру в кожній кімнаті окремо. Для саморобного теплоаккумулятора використовувалася листова нержавіюча сталь товщиною 2 мм.

З особливостей конструкції: саморобний теплообмінник. Він теж зроблений з листового металу. Являє собою дві пластини, між якими наварені смуги металу. Ці смуги – напрямні для потоку теплоносія. Вони трохи не доходять до одного з країв, розташовані так, щоб потік йшов «змійкою».

Розмір теплообмінника вийшов великий. Щоб конструкція не гуляла, кришку, крім того що її обварили, притягли за площею шпильками, місця установки обварили накладками з тієї ж нержавіючої сталі. Для перевірки герметичності провели опресовування тиском 3,5 Атм. Все ціле, течі немає.

Зі зварювання самого корпусу питання виникнуть навряд чи. Єдине, що може бути цікавим – варили звичайним зварювальним інвертором, але TIG пальником (куплена в спеціалізованому магазині). Був куплений також бак аргону, так що варили нержавійку в аргонової середовищі.

По верхньому краю обварили куточком, до куточка приварили шпильки. На них буде встановлена ??кришка з гумовим ущільнювачем.

Так як ємність велика, навіть щільний пінопласт її не витримає. Тому під неї зварена підставка з сталевого куточка.

Все це встановлено в котельні. Бак обклеїли з усіх боків мінеральною ватою товщиною 15 см, поверх утеплювача обшили ОСП і пофарбували. У готовому вигляді все виглядає непогано.

За результатами експлуатації. При морозах в -25 ° C топити доводиться раз на добу. При температурі -7 ° C або -10 ° C – раз в дві доби. При ще більш теплою – і того рідше.

Як зробити буферну ємність з еврокуба

Якщо ви вирішите робити теплоаккумулятор з пластикової ємності, обов’язково звертайте увагу на температурні характеристики. Так як температура теплоносія може досягати 90 ° C, то такою і повинна бути температура, яку тривалий час витримує пластик. Таких еврокуба трохи і коштують вони дорого. В принципі, можна орієнтуватися за ціною. Якщо ємність дорога, вона може підійти. Високу теплостійкість відрізняються вироби з поліетилену низького тиску (PE-HD). Ось такі ємності і підходять для того, щоб зробити своїми руками з них Теплоакумулятор.

Зробити з євробак акумулятор тепла простіше ніж з будь-якого іншого матеріалу. Ємність готова, треба тільки всередину запустити теплообмінники, прорізати і вставити функціональні пристрої і арматуру. Головне завдання – акуратно вирізати отвори – рівно під фурнітуру. Герметизують їх за допомогою високотемпературних герметиків (НЕ кислотних).

Якщо треба встановити в бак теплоаккуммулятора з еврокуба Тени, частина стінки краще вирізати, вирізати пластину з товстого листового алюмінію. Пластину притягнути до стінки болтами з паронітовимі прокладками, ретельно все промазав все тим же герметиком.

утеплення:

  • боки – фольгоізол 5 мм. фольгою всередину + 50 мм. ЕППС
  • верх – 2 шари 10 мм. фольгоизола + 50 мм ЕППС
  • знизу тільки 10 мм. фольгоізол – на нього куб був поставлений при установці.
  • Шви пропеніл додатково. Так що ЕППС в безпеці.

Відгук від експлуатації:

«Вчора потепліло до +2, так у мене вранці, в 7-00, було 85 градусів, в ТА, в 16-00 78 град, близько 23-00, перед включенням ТЕНів – 75. В результаті Тени працювали дуже мало! Але так не завжди, буває остигає сильніше. Погода, вітер, і т. Д. – все впливає ».

Ссылка на основную публикацию