Как сделать теплоаккумуляторы для отопления своими руками: описание конструкции и методики изготовления

Схемы монтажа

При установке аккумуляторов тепла может использоваться несколько схем:

• схема с прямым подключением, когда температура жидкости при всех режимах удовлетворяет потребителя;
• схема с узлом смешения, когда требуется регулирование температурного режима;
• обвязка теплоаккумулятора со встроенным змеевиком для горячего водоснабжения;
• схема с подключением нескольких источников тепла (используется даже дополнительная обвязка камина контуром с теплоносителем);
• обвязка тепловой емкости с источником на солнечных батареях, дополнительный источник может работать на твердом топливе;
• схема с внешним или встроенным теплообменником;
• обвязка теплоаккумулятора со встроенным баком, если системы ГВ работают недолго, но с высоким уровнем расхода.

В зависимости от выбранной схемы производится обвязка напорного резервуара. Оптимально размещать бойлерную в пристроенном помещении, особенно если монтаж предполагается выполнять своими руками.

При выборе теплоаккумулятора не надо забывать о соотношении габаритов агрегата и существующих проемов строения.

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

Изготовление бака-теплоаккумулятора своими руками

Теплоаккумулятор по форме представляет собой обычный бак, сделать его самостоятельно несложно. Сначала нужно определиться с объемом аккумулятора. Его емкости должно хватить на непрерывную работу системы отопления дома между двумя загрузками топлива – в случае твердотопливного котла либо на работу котла только в ночное время суток – в случае электрокотла.

На практике установлено, что для достаточного обогрева 100 м2 помещений необходим теплоаккумулятор емкостью не менее 1,4 м3. Величина эта рекомендуемая, окончательный объем бака подбирается для каждого случая отдельно.

Читать также: Группа безопасности для отопления: установка группы безопасности

Выбор конструкции

Тепловые аккумуляторы бывают двух видов:

• С теплообменником – внутри бака размещается теплообменник в виде спирали из нержавеющей (или медной) трубки, которая подключена напрямую к котлу, в результате чего теплоноситель котла перемещается по отдельному контуру и за счет этого нагревается вода;
• Без теплообменника – теплоноситель в котле и системе отопления один и тот же.

Бак с теплообменником используется, когда к тепловому аккумулятору подключается более одного источника тепловой энергии, например, кроме котла подключен еще солнечный коллектор или тепловой насос либо давление в контуре котла недопустимо для системы отопления и т.д.

Читать также: Почему повышается давление в системе отопления

Изготовление бака

Под теплоаккумулятор подойдет любой бак соответствующего объема. Он может быть круглым или прямоугольным, изготовленным из стали или пластика. Но в случае бака из пластика, следует убедиться, что материал способен выдержать высокие температуры теплоносителя, которые могут доходить до 90 °C.

Читать также: Температура теплоносителя в системе отопления: нормы, максимальная и минимальная температура

Если подходящей емкости нет, ее можно изготовить своими руками. Для этого понадобятся:

• Стальной лист, толщиной не менее 2 мм;
• Трубы, фланцы или сгоны (если трубопроводы соединяются на резьбе).

Бак своими руками проще сделать прямоугольной формы. Зная объем аккумулятора, габаритные размеры металлоконструкции можно подогнать под условия помещения, где будет производиться установка.

Процесс изготовления теплоаккумулятора своими руками производится в следующей последовательности:

1. Разметка и резка в размер стального листа;
2. Сварка металлоконструкции бака;
3. Разметка и приваривание отводов и фланцев (сгонов);
4. Зачистка сварочных швов;
5. Проверка на герметичность, нужно заполнить бак водой и внимательно осмотреть сварочные швы на отсутствие утечек.

При изготовлении теплоаккумулятора своими руками обязательно нужно предусмотреть ремонтный люк, позволяющий очищать внутреннюю поверхность емкости от отложений и накипи, а также дренажный слив.

Далее нужно сделать теплоизоляцию металлоконструкции бака со всех сторон. В качестве теплоизоляции можно использовать:

• Пенопласт;
• Минеральную вату;
• Любой другой подходящий теплоизолятор.

На тепловом аккумуляторе обязательно должен быть предусмотрен предохранительный клапан. Кроме того, аккумулятор рекомендуется оснастить термометром и запорной арматурой на каждом из отводов, в результате чего облегчается его обслуживание.

Читать также: Балансировочный клапан для системы отопления: принцип работы

Теплоаккумулятор устанавливается в непосредственной близости от котла, чтобы избежать лишних потерь тепла. Установку производить на ровную бетонную поверхность. Доступ к ремонтному люку не должен быть загроможден.

После монтажа теплоаккумулятора подключают его отводы к контуру котла и контуру системы отопления. Аккумулятор, сделанный своими руками, готов к работе.

Читать также: Буферная емкость для отопления: гидроаккумулятор своими руками

Теплоаккумулятор: основные шаги самостоятельного изготовления

Поскольку важным критерием эффективности теплового аккумулятора является его объем, то выбор металлической емкости следует считать наиболее важным этапом, обеспечивающим максимальную утилитарность данного элемента системы отопления. Знатоки рекомендуют подбирать баки объемом от 150 л и более.

Также потребуются следующие материалы:

• бетонная плита;
• скотч широкий;
• теплоизолирующий материал: тепловой аккумулятор имеет устройство, схожее со строением бытового термоса, и сохранение температуры жидкости в нем обеспечивается за счет хорошей теплоизоляции;
• трубы из меди либо ТЭНы.

Размещение корпуса изготавливаемого теплоаккумулятора — вопрос наличия свободного пространства в доме либо на прилагающем участке. Значительный его объем подразумевает отдельное помещение типа топочной, что не всегда соответствует плану жилого дома; потому более целесообразно устанавливать аккумулятор тепла вне жилого помещения.

Технология сборки теплоаккумулятора

Составление чертежа для самостоятельной сборки теплового аккумулятора позволяет изначально  представить и понять во всех подробностях будущую конструкцию агрегата. Весь процесс изготовления состоит из нескольких основных шагов, выполняя которые, можно быстро получить требуемое устройство с заданными параметрами.

Первый шаг — подготовка бочки, состоящая в тщательной ее промывке и удалении мусора, зачистке участков с признаками начинающейся коррозии, покрытии слоем антикоррозийной краски.

Второй шаг — выбор и подготовка теплоизоляции. Этот материал призван обеспечивать максимально длительный срок сохранения температуры жидкости, потому его теплоизоляционные свойства должны быть идеальными.

В качестве теплоизоляции наиболее часто используется минеральная вата: она демократична в ценовом отношении и отличается продолжительным сроком службы. Ею тщательно оборачивается вся бочка с внешней стороны, затем этот слой закрепляется с помощью широкого скотча. Для лучшего поддержания температуры укрепленную минеральную вату оборачивают листовым металлом либо фольгированной пленкой.

Третий шаг — определение вида нагревательного элемента. Им могут стать ТЭНы, однако этот вариант небезопасен при использовании и имеет высокие требования к установке. Потому в качестве альтернативы может использоваться змеевик.

Для самостоятельного изготовления змеевика следует взять медную трубку диаметром не менее 3 см. Длина ее может различаться в зависимости от размера корпуса теплоаккумулятора: обычно она составляет от 7 до 15 метров. Труба сворачивается в форме спирали и надежно крепится внутри бочки.

Заключительные работы состоят в установке отводного патрубка в верхней части полученной конструкции и вводного патрубка в ее нижней части. Оба патрубка в обязательном порядке снабжаются кранами. Через нижний патрубок вода поступает в агрегат, а патрубок в верхней части теплоаккумулятора обеспечивает отбор  тепла, сохраненного устройством.

Подключаем и наслаждаемся!

Теперь — подключение. Самостоятельно изготовленный тепловой аккумулятор прост в использовании, безопасен и экономичен. Однако следует соблюдать ряд простых правил его подключения для гарантированно долгой работы устройства без серьезных поломок.

1. Через весь бак должен быть установлен обратный трубопровод, на его двух концах требуется предусмотреть соответственно вход и выход.
2. Соединение емкости и обратки котла должно производиться в первую очередь.
3. Между емкостью и обраткой устанавливается циркулярный насос (он должен располагаться как отсекающий кран, со второй стороны).
4. Подающий трубопровод выводится по той же технологии (см. п. 3).

Изготовление простейшего теплового аккумулятора своими руками производится достаточно легко и быстро и позволяет экономить средства при отоплении частного дома за счет накопления тепловой энергии, вырабатываемой основным котлом отопления.

Надеемся, что представленный нами материал поможет вам сделать ваш дом более комфортным, а его отопление более экономичным. Будем рады прочитать и ваши комментарии на эту тему.

В представленном ниже видео можно почерпнуть еще больше информации о теплоаккумуляторах.

Мне нравится1Не нравится

Преимущества использования теплоаккумуляторов

Установка теплоаккумулятора направлена на достижение следующих целей:

• Котел можно будет протапливать в любое удобное время;
• Закладку каждой следующей партии топлива можно будет отложить на некоторый срок;
• Количество топлива, затрачиваемое на обогрев здания, будет снижено.

Встроенная в котел буферная емкость (тепловой аккумулятор) позволяет поддерживать комфортный микроклимат в доме и при этом снизить расход топлива на отопление. Если же такую систему дополнить датчиками и терморегуляторами, то экономия будет максимальной – при достижении определенной температуры подача тепла в контур отопления попросту прекращается.

Регулировка температуры

Для эффективной работы теплоаккумулятора важно иметь возможность регулировать температуру нагрева. В зависимости от внешних условий и потребностей в отоплении, температура может быть установлена на определенном уровне

Для регулирования температуры теплоаккумулятора можно использовать термостат. Термостат – это устройство, которое автоматически регулирует подачу энергии в систему отопления в зависимости от заданной температуры.

Установка термостата позволяет поддерживать комфортную температуру в помещении и экономить энергию. Когда температура в помещении достигает заданного уровня, термостат отключает подачу энергии, и система начинает использовать накопленное тепло. Когда температура снижается до определенного значения, термостат автоматически включает подачу энергии для поддержания заданной температуры.

При выборе термостата необходимо обратить внимание на его характеристики, такие как диапазон рабочих температур, точность измерения, наличие таймера и дополнительных функций. Необходимо правильно настроить термостат и следить за его работой

При необходимости можно изменить заданную температуру и настроить режим работы термостата

Необходимо правильно настроить термостат и следить за его работой. При необходимости можно изменить заданную температуру и настроить режим работы термостата.

Важно помнить, что регулировка температуры должна проводиться с учетом потребностей в отоплении и оптимальной экономии энергии

Монтаж теплоаккумулятора

Перед началом монтажа теплоаккумулятора необходимо выполнить предварительные шаги:

1. Выбрать подходящее место для установки теплоаккумулятора. Оно должно быть близко к источнику тепла и располагаться на нижнем уровне отопительной системы.
2. Подготовить необходимые инструменты и материалы: ключи, отвертки, трубы, фитинги, изоляцию и др.
3. Установить на стене крепежные элементы для аккумулятора. Перед этим следует учесть вес конструкции и надежность крепления.

После этого можно приступать к монтажу:

1. Сначала необходимо установить подводящие трубы к теплоаккумулятору. Для этого откройте доступ к подводящим трубам отопительной системы и подсоедините их к соответствующим отверстиям теплоаккумулятора, используя фитинги.
2. Затем подключите обратные трубы отопительной системы к соответствующим отверстиям на теплоаккумуляторе.
3. Проверьте герметичность соединений. Если требуется, дополнительно затяните фитинги с помощью ключей.
4. С учетом особенностей вашего отопительного котла и настроек системы, выполните подключение электрических кабелей, контроллера и системы управления теплоаккумулятором.
5. Убедитесь, что все соединения и элементы системы установлены правильно и надежно закреплены.

После завершения монтажа, проведите тестирование системы на герметичность и корректность работы. Убедитесь, что все трубы и соединения не течут, и теплоаккумулятор работает в соответствии с настройками отопительной системы.

Обратите внимание, что установка и монтаж отопительной системы требуют определенных навыков и знаний. В случае отсутствия опыта рекомендуется обратиться к специалистам для проведения установки теплоаккумулятора

Место теплоаккумулятора в системе отопления

Отопительная техника на твердом топливе удобна, практична и эффективна. Особенно возможности современных твердотопливных котлов оценили по достоинству жители загородных домов и коттеджей. Монтаж автономной системы отопления с использованием  нагревательных приборов на угле или на дровах вполне осуществить своими силами. Тем более что на установку твердотопливных агрегатов не требуется разрешения. Все основные элементы отопительного комплекса, кроме самого нагревательного агрегата и ряда контролирующих механизмов, можно собрать и сделать самостоятельно. Главное знать, что и для чего монтируется, с какой целью!

К тому же возможность сделать некоторые приспособления и механизмы собственноручно, позволит вам сэкономить значительные средства. Теплоаккумулятор является как раз тем устройством, которое можно соорудить самостоятельно, учитывая тот факт, что заводские изделия достаточно дорогие.

Грамотные рекомендации специалистов, дополнительные источники технической информации подскажут вам, как изготовить теплоаккумулятор для твердотопливного котла своими руками. Соблюдение определенных требований и условий при изготовлении обеспечит вам необходимую надежность и работоспособность механизмов. Перед тем как приступить к рабочему процессу, следует ознакомиться с устройством накопителя тепла.

Значение устройства

Понять конструкцию теплового накопителя можно только после того, как определимся со значением и местом этого агрегата в системе отопления.  По своей конструкции теплоаккумулятор  является  термосом, т.е. специальной емкостью, куда поступает нагретый теплоноситель. В течение определенного времени котловая вода, накопленная в емкости, сохраняет заданные температурные параметры. При уменьшении интенсивности горения в котле, или в случае его остановки, теплоноситель из бака будет поступать в систему отопления, продолжая поддерживать температуру в радиаторах на определенном уровне.

За счет присутствия в системе теплового накопителя стало возможным не только добиться сбалансированного теплоснабжения отопительного контура, но и обеспечить существенную экономию топлива. Теплоаккумулятор, включающийся в работу при снижении мощности котла, увеличит промежуток времени между загрузками топлива. К тому же такой принцип работы предоставит вам больше свободы, освободив от необходимости частого подкидывания топлива в котел.

Анализ конструкции теплового аккумулятора

Принцип работы устройства определяет и саму конструкцию. Обычно заводские приборы представляют собой цельную просторную металлическую емкость, внутри которой расположены дополнительные теплообменники. Как правило, такие изделия имеют спиральную, змеевидную форму, повторяя цилиндрическую конфигурацию основного устройства.

В каждом отдельном случае, в зависимости от мощности отопительного агрегата и от требований к системе отопления, количество дополнительных теплообменных контуров может быть разным. Нужный объем теплоаккумулятора определяется путем несложных расчетов, о которых поговорим позже.

Такое количество теплообменников объясняется не только одним желанием снять как можно больше тепла в момент пиковой нагрузке твердотопливного котла, но и технической целесообразностью. Один змеевик может использоваться для снятия избыточной тепловой энергии с котла, другой теплообменник используется для сохранения теплоносителя нужной температуры, идущего в отопительный контур. Третий змеевик, если таковой есть, предусмотрен для обеспечения жителей дома горячим водоснабжением.

Глядя на конструкцию агрегата, можно подытожить преимущества установки подобного приспособления. А они следующие:

• накопление тепловой энергии, расходуемой при сжигании топлива на другие цели и нужды;
• экономия топлива;
• экономия личного времени обитателей дома, расходуемого на обслуживание котельного оборудования;
• техническая возможность объединить в одну систему разные источники тепла;
• увеличение КПД твердотопливного агрегата до высоких значений;
• предохранительная функция, защита оборудования от перегрева;
• возможность регулировать температуру нагрева теплоносителя в отопительном контуре.

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.

Модернизация теплоаккумулятора

Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:

• Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов. Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
• Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
• Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
• Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
• Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.

Модернизация теплоаккумулятора

Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:

• Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов. Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
• Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
• Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
• Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
• Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.

Куда поставить циркуляционный насос

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

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

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

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

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

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

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