Већина модерних система грејања има почетни недостатак који онемогућава ефикасно организовање грејања помоћу серијског грејног котла. Проблем није у принципу изгарања горива, мада тамо није све у реду, већ у организовању преноса топлоте из извора топлоте – фронте сагоревања чврстог горива у ваздушни простор дневних соба куће или стана. Акумулатори топлоте дизајнирани су да надокнаде губитке настале периодичним радом котла. Да будемо прецизни, акумулатор топлоте је потребан за било који котао за грејање у шаржи.
Уређај, који се с поносом назива акумулатор топлоте за грејне котлове, је резервоар великог капацитета, који у неким случајевима достиже и до 10 тона воде, са системом унутрашњих измењивача топлоте. Шта треба да користи акумулатор топлоте:
- Сигурна акумулација вишка топлоте коју производи котао у протоку воде расхладне течности;
- Повећати трајање циклуса грејања и хлађења котларнице и на тај начин поједноставити његово одржавање, ослобађајући га од покретања ноћу или у незгодно време;
- Повећати радну ефикасност и повећати ресурс грејних котлова.
Поред котла за грејање на чврсто гориво, системи за котлове са грејањем на струју такође требају акумулатор топлоте. У овом случају, коришћење акумулатора топлоте диктира вештачки избор у корист периодичног грејања, и то само ноћу, када је могуће користити повољнију повољнију цену.
Дизајн савремених грејних котлова за потребе произвођача је оптимизован што је могуће више у смислу трошкова и трошкова производње. Савремени грејни котао направљен је од лима челика са минималним трошковима за оскудни и скупи бакар и никл и ради у режиму пећи «лонце пећи».
У његовом уређају нема ни наговештаја о акумулатору топлоте. Такав грејни котао у принципу не може да акумулира топлотну енергију. Упоредите модерни котао на пелете или угаљ са старим тешким конструкцијама котлова за грејање од ливеног гвожђа, а још боље, са уградњом обичне сеоске пећи на камену. У последњем случају, функције акумулатора топлоте најефикасније обављају зидари који директно апсорбују топлоту из пламена и равномерно се пребацују у собни ваздух у трајању од 10-12 сати.
Стога је модеран грејни котао неефикасан без акумулатора топлоте. Чврста погонска јединица биће неопходна у раду и без вишесатних акумулатора топлоте ако се у уређају појави систем за аутоматско пуњење горива у пећ и накнадно чишћење из пепела..
Како ради акумулатор топлоте ↑
Сврха акумулатора топлоте је да обезбеди додатну топлотну енергију у кругу грејања воде након што грејни котао смањи или заустави производњу топлоте. Да бисте то учинили, у огромном резервоару се налази велика количина кључале воде под притиском од око 3 атм. Измењивач топлоте је лемљен у тело резервоара, помоћу којег «преузимање» грејање на батерију и обрнути избор на систем грејања. Често се у резервоар уграђује додатни измењивач топлоте како би се добила топла вода за потребе кухиње и купатила.
Принцип мешања протока различитих температура ↑
За брзо загревање просторије акумулатор топлоте помоћу тросмерног вентила искључује се из кретања загрејане расхладне течности. Тек након загревања проток воде у цевима дужим од 60О томеЦ, вода из резервоара за топлоту је повезана у круг. Док котао ради, топлота иде у два смера: до погона и до радијатора за грејање.
Постоје неки позитивни аспекти овог принципа:
- Брзо загревање дневне собе, а тек након тога вишак топлоте се одбацује у акумулатор топлоте;
- Принцип мешања омогућава ефикасан пренос топлоте;
- Снабдевање водом у акумулатору топлоте је стратешка резерва за котао, чиме се спречава његово евентуално изгарање у случају кршења циркулације воде у топлани.
У идеалном случају, вода која циркулише у топлом измењивачу топлоте грејног котла не сме се мешати са расхладном течношћу која тече кроз систем грејања. Стога се често у акумулаторима топлоте користи другачија шема – са хидрауличком изолацијом и одвајањем протока.
Систем са хидрауличком изолацијом носача топлоте ↑
У овој шеми акумулатор топлоте игра улогу једног од елемената круга за снабдевање топлином, па га не може искључити из протока. У ствари, у акумулатору топлоте постоји сталан пренос топлоте из ослобођене «вруће» контура грејног котла и остатак масе воде или расхладне течности који циркулишу у систему грејања.
Шта даје:
- Високо напуњени измјењивач топлине котла за гријање захтијева кориштење посебне воде прочишћене од нечистоћа и кисика. Само таква вода гарантује дуг радни век цеви и заптивача измењивача топлоте. Залога потребне количине припремљене воде чува се у додатном котлу.
- Помоћу посебне шеме грејане воде из резервоара за грејање може се лако контролисати температура одабране течности, што поједностављује систем управљања грејањем.
Недостаци укључују потребу за додатним уређајима – две пумпе: циркулацијом расхладне течности и системима за напајање. Понекад за резервну употребу користите неколико уређаја – претварач напона и електричну батерију за грејни котао. У супротном, прекид напајања може довести до озбиљне несреће у примарном кругу..
Сложенија и побољшана шема укључује употребу два одвојена измењивача топлоте, комбинованих у једном кућишту акумулатора топлоте. Ово је рационалнији начин организовања рада акумулатора топлоте са високим степеном сувишности. Може се препоручити онима који желе да направе акумулатор топлоте за грејни котао властитим рукама.
Изградња акумулатора топлоте у кући ↑
Да бисте направили уређај за складиштење топлоте, морате одредити топлотни капацитет батерије. Постоји одређена техника конструкције система накупљања. Количина воде у батерији узима се на основу 30-40 литара течности на сваких 1000В топлотне снаге котла. У овом случају за кућу на 100м2 грејан простор захтеваће 350-400 литара. Најбоља опција би била да се користи готов резервоар котла, са сензорима за ниво воде, притисак и температуру.
Ако је систем рада за мешање изабран као радна шема, он исправно ради чак и у недостатку специјалних пумпи, у кругу грејања мораће бити инсталиран додатни тространи блок вентила..
Једноставнији кругови захтевају да се у резервоар монтирају један или два измењивача топлоте ↑
Боље је користити измењивач топлоте направљен од истог материјала као и резервоар. То обезбеђује нормалан квалитет заваривања приликом уградње измењивача топлоте. Поред тога, у шупљини акумулатора топлоте је боље применити анодну заштиту магнезијумовим електродама, слично електричним бојлерима за снабдевање топлом водом. Спољни зидови резервоара – акумулатор топлоте прекрива изолацијске простирке или минералну вуну.
Обећавајуће могућности за акумулаторе топлоте ↑
Једно од занимљивих решења биле су батерије малих димензија које уместо воде користе топљиве парафине или силиконска уља. Због знатно већег топлотног капацитета, постало је могуће користити сигурне системе складиштења малих димензија за електричне котлове стамбених система грејања. Уместо тешког резервоара од 300 литара, планира се употреба акумулатора у две секције укупне запремине 50 л носача топлоте који има резерву топлоте 15 кВх.
