Zbiornik akumulacyjny, zbiornik buforowy, akumulator ciepła. Jaka jest różnica?

Największą wadą kotłów na paliwo stałe jest ich cykliczność: przy maksymalnym obciążeniu i spalaniu osiągana jest szczytowa (często nadmierna) moc cieplna, która stale spada do 0 (całkowite tłumienie) i jest odnawiana przez nowe obciążenie paliwem. Ta cykliczność nie pozwala na stabilne, szybko i dokładnie sterowane ogrzewanie.

Wyrównanie nierównomiernego oddawania ciepła kotłów TT umożliwia zastosowanie zbiornika buforowego (będącego jednocześnie akumulatorem ciepła), który gromadzi nadwyżki ciepła podczas szczytowej pracy kotła. Istnieje jednak wiele niuansów przy wyborze i obliczaniu wymaganej objętości akumulatora ciepła.

Co to jest zbiornik buforowy dla kotła na paliwo stałe

Zbiornik buforowy (również akumulator ciepła) to zbiornik o określonej objętości wypełniony czynnikiem chłodniczym, którego celem jest gromadzenie nadmiaru mocy cieplnej, a następnie bardziej racjonalne rozprowadzenie w celu ogrzania domu lub zapewnienia ciepłej wody użytkowej (CWU). ).

Do czego służy i jak skuteczny

Najczęściej zbiornik buforowy jest stosowany w kotłach na paliwo stałe, które mają pewną cykliczność, dotyczy to również kotłów TT o długim spalaniu. Po zapłonie przenoszenie ciepła paliwa w komorze spalania gwałtownie wzrasta i osiąga swoje wartości szczytowe, po czym wygasa wytwarzanie energii cieplnej, a gdy gaśnie, gdy nowa partia paliwa nie jest załadowana, to całkowicie się zatrzymuje. .

Jedynymi wyjątkami są kotły bunkrowe z automatycznym podawaniem, w których dzięki regularnemu równomiernemu podawaniu paliwa spalanie odbywa się przy takim samym przekazywaniu ciepła.

Przy takiej cykliczności w okresie stygnięcia lub tłumienia energia cieplna może nie wystarczyć do utrzymania komfortowej temperatury w domu. Jednocześnie w okresie szczytowej mocy cieplnej w domu panuje znacznie wyższa temperatura niż komfortowa, a część nadmiaru ciepła z komory spalania po prostu wylatuje do komina, co nie jest najbardziej wydajne i ekonomiczne wykorzystanie paliwa.

Wizualny schemat podłączenia zbiornika buforowego, przedstawiający zasadę jego działania.

Efektywność zbiornika buforowego najlepiej zrozumieć na konkretnym przykładzie. Jeden m3 wody (1000 l) schłodzony o 1 ° C uwalnia 1-1,16 kW ciepła. Weźmy jako przykład przeciętny dom z tradycyjnym murem z 2 cegieł o powierzchni 100 m2, którego utrata ciepła wynosi około 10 kW. 750 litrowy akumulator ciepła, podgrzany kilkoma trzpieniami do 80 ° C i schłodzony do 40 ° C, da systemowi grzewczemu około 30 kW ciepła. Dla wyżej wymienionego domu jest to równe 3 dodatkowym godzinom ciepła z akumulatora.

Czasami w połączeniu z kotłem elektrycznym stosowany jest również zbiornik buforowy, jest to uzasadnione podczas ogrzewania w nocy: przy obniżonych taryfach za energię elektryczną. Jednak taki schemat jest rzadko uzasadniony, ponieważ aby zgromadzić wystarczającą ilość ciepła do ogrzewania w ciągu dnia w nocy, zbiornik nie jest potrzebny na 2, a nawet 3 tysiące litrów.

Urządzenie i zasada działania

Akumulator ciepła jest z reguły szczelnym, pionowym zbiornikiem cylindrycznym, niekiedy dodatkowo izolowanym termicznie. Jest pośrednikiem między kotłem a urządzeniami grzewczymi. Modele standardowe są wyposażone w wiązanie 2 par dysz: pierwsza para - zasilanie i powrót kotła (mały obieg); druga para - zasilanie i powrót obiegu grzewczego, rozwiedziona wokół domu. Mały obwód i obwód grzewczy nie zachodzą na siebie.

Zasada działania akumulatora ciepła w połączeniu z kotłem na paliwo stałe jest prosta:

1. Po rozpaleniu kotła pompa cyrkulacyjna stale pompuje chłodziwo małym obiegiem (między wymiennikiem kotła a zbiornikiem). Zasilanie kotła podłączone jest do górnej odgałęzienia akumulatora ciepła, a powrót do dolnego. Dzięki temu cały zbiornik buforowy jest płynnie napełniany podgrzaną wodą, bez wyraźnego pionowego ruchu ciepłej wody.
2. Z drugiej strony zasilanie grzejników podłącza się od góry do zbiornika buforowego, a powrót do dołu. Nośnik ciepła może krążyć zarówno bez pompy (jeśli system grzewczy jest zaprojektowany do naturalnej cyrkulacji), jak i wymuszony. Ponownie, taki schemat połączeń minimalizuje mieszanie pionowe, więc zbiornik buforowy przenosi nagromadzone ciepło do akumulatorów stopniowo i bardziej równomiernie.

Przy prawidłowym doborze objętości i innych właściwości zbiornika buforowego kotła na paliwo stałe można zminimalizować straty ciepła, co wpłynie nie tylko na oszczędność paliwa, ale także na komfort pracy pieca. Zgromadzone ciepło w dobrze izolowanym akumulatorze ciepła jest zatrzymywane przez 30-40 godzin lub dłużej.

Ponadto dzięki wystarczającej objętości, znacznie większej niż w systemie grzewczym, gromadzone jest absolutnie całe uwolnione ciepło (zgodnie z wydajnością kotła). Już po 1-3 godzinach pracy pieca, nawet przy całkowitym wygaszeniu, dostępny jest w pełni „naładowany” akumulator ciepła.

Rodzaje konstrukcji

Zdjęcie	Urządzenie ze zbiornikiem buforowym	Opis charakterystycznych cech
	Standardowy, opisany wcześniej zbiornik buforowy z bezpośrednim podłączeniem od góry i od dołu.	Takie projekty są najtańsze i najczęściej używane. Nadaje się do standardowych systemów grzewczych, w których wszystkie obwody mają takie samo maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze, ten sam nośnik ciepła, a temperatura wody podgrzewanej przez kocioł nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego dla grzejników.
Zbiornik buforowy z dodatkowym wewnętrznym wymiennikiem ciepła (najczęściej w postaci wężownicy).	Urządzenie z dodatkowym wymiennikiem ciepła jest konieczne przy wyższym ciśnieniu małego obwodu, co jest niedopuszczalne w przypadku grzejników. W przypadku podłączenia dodatkowego wymiennika ciepła oddzielną parą dysz można podłączyć dodatkowe (drugie) źródło ciepła np. Kocioł TT + kocioł elektryczny. Można również oddzielić chłodziwo (np .: woda w dodatkowym obwodzie; płyn niezamarzający w układzie grzewczym)
	Zasobnik z dodatkowym obiegiem i kolejnym obiegiem CWU. Wymiennik ciepła do dostarczania ciepłej wody wykonany jest ze stopów, które nie naruszają norm sanitarnych i wymagań dotyczących wody używanej do gotowania.	Służy jako zamiennik kotła dwuprzewodowego. Ponadto ma tę zaletę, że zapewnia prawie natychmiastowe dostarczanie ciepłej wody, podczas gdy kocioł dwuprzewodowy potrzebuje 15-20 sekund na przygotowanie i dostarczenie do punktu zużycia.
Konstrukcja jest podobna do poprzedniej, jednak wymiennik ciepła CWU nie jest wykonany w postaci wężownicy, ale w postaci oddzielnego zbiornika wewnętrznego.	Oprócz korzyści opisanych powyżej, zbiornik wewnętrzny eliminuje ograniczenia w wydajności ciepłej wody. Cała pojemność zbiornika CWU może być wykorzystana do nieograniczonego jednoczesnego zużycia, po czym wymagany jest czas na ogrzewanie. Zwykle pojemność zbiornika wewnętrznego wystarcza na co najmniej 2-4 osoby kąpiące się w rzędzie.

Każdy z opisanych powyżej typów zbiorników buforowych może mieć większą liczbę par dysz, co pozwala na zróżnicowanie parametrów instalacji grzewczej na strefy, dodatkowe podłączenie podgrzewanej podłogi itp.

Akumulatory HR do UPS

Niektóre baterie są sprzedawane przez producenta specjalnie jako baterie do zasilaczy UPS. Przy tej samej masie (a czasem tych samych wymiarach) akumulatory te podczas krótkich (10-30 minut) rozładowań oddają większą pojemność niż akumulatory konwencjonalne. Wydłużenie czasu pracy zasilacza UPS może przekroczyć 50% (przy czasach rozładowania około 10 minut).Podczas długotrwałego rozładowania te „baterie UPS” nie mają żadnej przewagi nad konwencjonalnymi.

W CSB i niektórych innych producentach takie baterie są oznaczone HR (od angielskiego high rate - high rate, high power). Oczywiście baterie te mogą być używane nie tylko jako baterie do zasilaczy UPS. Są przydatne we wszystkich przypadkach, w których wymagany jest kompaktowy system zasilania z krótką żywotnością baterii.

Recenzje domowych akumulatorów ciepła do kotłów: zalety i wady

Korzyści	niedogodności
Znacznie bardziej efektywne wykorzystanie paliw stałych, skutkujące zwiększonymi oszczędnościami	System jest uzasadniony tylko przy ciągłym użytkowaniu. W przypadku sporadycznego przebywania w domu i rozpalania np. Tylko w weekendy system potrzebuje czasu na rozgrzanie. W przypadku pracy krótkoterminowej skuteczność będzie wątpliwa.
Wydłużenie czasów cykli i zmniejszenie częstotliwości tankowania paliwem stałym	System wymaga wymuszonej cyrkulacji, którą zapewnia pompa obiegowa. W związku z tym taki system jest niestabilny.
Większy komfort dzięki bardziej stabilnej i konfigurowalnej pracy systemu grzewczego	Dodatkowe fundusze są wymagane na wyposażenie systemu grzewczego za pomocą pośredniego kotła grzewczego. Koszt niedrogich zbiorników buforowych zaczyna się od 25 tysięcy rubli + koszty bezpieczeństwa (generator w przypadku przerwy w zasilaniu i stabilizator napięcia, w przeciwnym razie przy braku cyrkulacji chłodziwa w najlepszym przypadku może dojść do przegrzania i spalenia kotła).
Możliwość zaopatrzenia w ciepłą wodę	Zbiornik buforowy, szczególnie na 750 litrów i więcej, jest znacznych rozmiarów i wymaga dodatkowych 2-4 m2 powierzchni w kotłowni.
Możliwość podłączenia kilku źródeł ciepła, możliwość różnicowania chłodziwa	Aby uzyskać maksymalną wydajność, kocioł powinien mieć co najmniej 40-60% więcej mocy niż minimum wymagane do ogrzania domu.
Podłączenie zbiornika buforowego to prosty proces, można to zrobić bez udziału specjalistów

niedogodności

Duży rozmiar zbiornika magazynowego utrudnia montaż w standardowym budynku mieszkalnym. Minimalna pojemność bufora to około 500 litrów, a jego montaż będzie wymagał 60 cm wolnej przestrzeni na wysokości półtora metra. Zastosowanie izolacji do prac budowlanych zajmie już 80 cm powierzchni mieszkalnej. Zbiornik na tonę wody będzie miał jeden metr szerokości i dwa metry wysokości, co raczej nie pozwoli na przeniesienie go przez drzwi i umieszczenie w pokoju.

Montaż konstrukcji tego typu wymaga wydzielenia osobnego pomieszczenia na piec. Ostateczna decyzja o możliwości montażu podejmowana jest po wizycie przedstawicieli organizacji budowlanej na budowie.

Jak wybrać zbiornik buforowy

Obliczenie minimalnej wymaganej objętości

Najważniejszym parametrem, który należy od razu określić, jest objętość pojemnika. Powinien być jak największy, aby zmaksymalizować wydajność, ale do pewnego progu, aby kocioł miał wystarczającą moc, aby go „naładować”.

Obliczenie objętości zbiornika buforowego dla kotła na paliwo stałe wykonuje się według wzoru:

m = Q / (k * c * Δt)

• Gdzie, m - masa płynu chłodzącego, po przeliczeniu nietrudno przeliczyć ją na litry (1 kg wody ~ 1 dm3);
• Q - wymaganą ilość ciepła oblicza się jako: moc kotła * okres jego pracy - utrata ciepła w domu * okres pracy kotła;
• k - sprawność kotła;
• do - pojemność cieplna właściwa chłodziwa (dla wody jest to znana wartość - 4,19 kJ / kg * ° C = 1,16 kW / m3 * ° C);
• Δt - różnica temperatur w rurach zasilających i powrotnych kotła, odczyty są pobierane, gdy system jest stabilny.

Na przykład dla przeciętnego domu z 2 cegłami o powierzchni 100 m2 strata ciepła wynosi około 10 kW / h.Odpowiednio, wymagana ilość ciepła (Q) do utrzymania równowagi = 10 kW. Dom ogrzewany jest kotłem 14 kW o sprawności 88%, drewnem opałowym, które wypala się w ciągu 3 godzin (okres pracy kotła). Temperatura na rurze zasilającej wynosi 85 ° C, a na powrocie - 50 ° C.

Najpierw musisz obliczyć wymaganą ilość ciepła.

Q = 14 * 3-10 * 3 = 12 kW.

W rezultacie m = 12 / 0,88 * 1,16 * (85-50) = 0,336 t = 0,336 metrów sześciennych lub 336 litrów... Jest to minimalna wymagana pojemność bufora. Przy takiej pojemności po wypaleniu się zakładki (3 godziny) akumulator ciepła będzie gromadził i rozprowadzał kolejne 12 kW ciepła. Na przykład w domu to ponad 1 dodatkowa godzina ciepłych baterii na jednej karcie.

W związku z tym wskaźniki zależą od jakości paliwa, czystości płynu chłodzącego, dokładności danych początkowych, dlatego w praktyce wynik może różnić się o 10-15%.

Kalkulator do obliczania minimalnej wymaganej pojemności magazynowania ciepła

Liczba wymienników ciepła

Miedziane wewnętrzne wymienniki ciepła zbiornika magazynowego.
Po wybraniu objętości drugą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest obecność wymienników ciepła i ich liczba. Wybór zależy od życzeń, wymagań dotyczących CO i schematu połączeń zbiornika. W przypadku najprostszego systemu grzewczego wystarczy model pusty bez wymienników ciepła.

Jeśli jednak w obiegu grzewczym planowana jest naturalna cyrkulacja, potrzebny jest dodatkowy wymiennik ciepła, ponieważ mały obieg kotła może funkcjonować tylko z wymuszonym obiegiem. Ciśnienie jest wtedy wyższe niż w obiegu grzewczym z naturalną cyrkulacją. Wymagane są również dodatkowe wymienniki ciepła, aby zapewnić dostawę ciepłej wody lub podłączyć ogrzewanie podłogowe.

Maksymalne dopuszczalne ciśnienie

Wybierając zbiornik buforowy z dodatkowym wymiennikiem ciepła należy zwrócić uwagę na maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze, które nie powinno być niższe niż w którymkolwiek z obiegów grzewczych. Modele zbiorników bez wymienników ciepła są generalnie zaprojektowane dla ciśnień wewnętrznych do 6 barów, co jest więcej niż wystarczające dla średniego poziomu CO.

Materiał pojemnika wewnętrznego

W tej chwili istnieją 2 możliwości wykonania zbiornika wewnętrznego:

• miękka stal węglowa - pokryty wodoodporną powłoką antykorozyjną, ma niższą cenę, jest stosowany w niedrogich modelach;
• Stal nierdzewna - droższe, ale bardziej niezawodne i trwałe.

Niektórzy producenci instalują również dodatkowe zabezpieczenie ścian w kontenerze. Najczęściej jest to np. Pręt anoidu magnezu w środku zbiornika, który zabezpiecza ściany zbiornika i wymienniki ciepła przed narastaniem warstwy stałych soli. Jednak takie elementy wymagają okresowego czyszczenia.

Inne kryteria wyboru

Po ustaleniu z głównymi kryteriami technicznymi można zwrócić uwagę na dodatkowe parametry zwiększające efektywność i komfort użytkowania:

• możliwość podłączenia elementu grzejnego do dodatkowego ogrzewania z sieci, a także dodatkowego oprzyrządowania, które są montowane za pomocą połączenia gwintowanego lub tulejowego (ale w żadnym wypadku nie spawanego);
• obecność warstwy izolacji termicznej - w droższych modelach akumulatorów ciepła między zbiornikiem wewnętrznym a płaszczem zewnętrznym znajduje się warstwa materiału termoizolacyjnego, co przyczynia się do jeszcze dłuższego zatrzymywania ciepła (do 4-5 dni);
• masa i wymiary - wszystkie powyższe parametry wpływają na masę i wymiary zbiornika buforowego, dlatego warto wcześniej zdecydować, w jaki sposób zostanie on wprowadzony do kotłowni.

Obliczenie akumulatora ciepła

Obliczenie pojemności magazynu buforowego wymaga szczególnej uwagi. Przede wszystkim należy określić, do jakich celów kontener będzie używany.Jeśli w celu zmniejszenia bezwładności podczas pracy kotła na paliwo stałe stosuje się niektóre formuły do ​​pracy przy braku prądu w pompach ciepła - inne. Przede wszystkim rozważ system z kotłem na paliwo stałe.

Alternatywnie można zastosować najprostszą formułę, która pozwala w przybliżeniu dobrać pojemność zbiornika w zależności od mocy kotła. Przykładowo zaleca się dobranie pojemności akumulatora ciepła w zakresie 40–80 litrów na 1 kW mocy kotła. Ta metoda jest prosta, ale nie jest niezawodna.

Ponieważ w sezonie grzewczym wymagana jest tylko niewielka część całkowitego zapotrzebowania na ciepło, podczas użytkowania, biorąc pod uwagę średnią temperaturę powietrza zewnętrznego w okresie grzewczym, można wybrać optymalny tryb systemu. W tym celu należy obliczyć wydajność według wzoru: V = 2246 * ((2,5-Qn / Q)) / (73-0,4 * T) * Qn (Qn to obliczone obciążenie cieplne obiektu, T jest obliczoną temperaturą „powrotu”).

Pompa ciepła wymaga nieco innych zasad doboru zbiornika buforowego. Akumulatory ciepła do takich systemów dobierane są na podstawie różnych zasad. Na przykład, aby zoptymalizować wydajność systemu w czasie, można zastosować współczynniki 20–25 litrów użytecznej pojemności magazynowania ciepła na każdy kW mocy pompy ciepła.

Dobrze dobrany i wykonany zbiornik buforowy pozwoli zaaranżować komfortowy system ogrzewania bez zbędnego zużycia energii elektrycznej, paliwa i pieniędzy.

Najbardziej znani producenci i modele: charakterystyka i ceny

Sunsystem PS 200

Standardowy niedrogi akumulator ciepła, idealny do kotła na paliwo stałe w małym prywatnym domu o powierzchni do 100-120 m2. Z założenia jest to zwykły zbiornik bez wymienników ciepła. Objętość pojemnika wynosi 200 litrów przy maksymalnym dopuszczalnym ciśnieniu 3 bary. Za niewielką cenę model posiada 50-milimetrową warstwę izolacji termicznej poliuretanowej, możliwość podłączenia elementu grzejnego.

Cena £: średnio 30000 rubli.

Hajdu AQ PT 500 C

Jeden z najlepszych modeli zbiorników buforowych w swojej cenie, wyposażony w jeden wbudowany wymiennik ciepła. Pojemność - 500 l, dopuszczalne ciśnienie - 3 bary. Doskonała opcja dla domu o powierzchni 150-300 m2 z dużą rezerwą mocy kotła na paliwo stałe. Linia obejmuje modele o różnych rozmiarach.

Od pojemności 500 litrów modele (opcjonalnie) wyposażone są w warstwę termoizolacji poliuretanowej + obudowę ze sztucznej skóry. Możliwy jest montaż elementów grzejnych. Model znany jest z niezwykle pozytywnych recenzji właścicieli, niezawodności i trwałości. Kraj pochodzenia: Węgry.

Koszt: 36000 rubli.

S-TANK AT PRESTIGE 300

Kolejny niedrogi 300-litrowy zbiornik buforowy. Z założenia jest to zasobnik bez dodatkowych wymienników ciepła o maksymalnym dopuszczalnym ciśnieniu roboczym 6 bar. Ściany wewnętrzne, podobnie jak w poprzednich przypadkach, wykonane są ze stali węglowej. Główną różnicą jest znacząca, przyjazna środowisku warstwa izolacji termicznej wykonana z materiału poliestrowego w technologii NOFIRE, tj. wysoka klasa odporności na ciepło i ogień. Kraj pochodzenia: Białoruś

Koszt: 39000 rubli.

ACV LCA 750 1 CO TP

Wysokowydajny, drogi zbiornik buforowy 750 litrów z dodatkowym wymiennikiem rurowym do dostarczania ciepłej wody, przeznaczony do kotłów o dużej rezerwie mocy.

Ściany wewnętrzne pokryte są emalią ochronną, na której znajduje się wysokiej jakości warstwa izolacji termicznej o grubości 100 mm. W zbiorniku zainstalowana jest anoda magnezowa, która zapobiega gromadzeniu się warstwy stałych soli (w zestawie znajdują się 3 zapasowe anody). Możliwy jest montaż elementów grzejnych i dodatkowego oprzyrządowania. Kraj pochodzenia: Belgia.

Koszt: 168000 rubli.

Korzyści

Istotną zaletą zbiorników magazynowych jest możliwość podłączenia ich do kilku urządzeń grzewczych.

Dodanie termostatu do obwodu roboczego pozwoli na regulację priorytetu załączania grzałek, a także ich wyłączania w przypadku dostatecznej temperatury.

Dodatkowe zalety takich konstrukcji to:

• zwiększenie bezpieczeństwa konstrukcji dzięki jej automatyzacji;
• regulacja temperatury w budynku na każdym piętrze;
• minimalne koszty podłączenia kotłów gazowych lub na paliwo stałe;
• łatwość dodatkowej instalacji pompy ciepła lub kolektorów słonecznych.

Ceny: tabela zbiorcza

Model	Objętość, l	Dopuszczalne ciśnienie robocze, bar	Koszt, pocierać
Sunsystem PS 200, Bułgaria	200	3	30 000
Hajdu AQ PT 500 C, Węgry	500	3	36 000
S-TANK AT PRESTIGE 300, Białoruś	300	6	39 000
ACV LCA 750 1 CO TP, Belgia	750	8	168 000

Główne rodzaje baterii

Istnieją 3 wiodące technologie akumulatorów: kwasowo-ołowiowe, alkaliczne i litowo-jonowe. Każda z tych technologii ma swoje unikalne zalety i wady, które determinują ich zastosowanie w różnych przypadkach. Zobacz linki, aby uzyskać więcej informacji na temat każdego z typów baterii:

• rozrusznik kwasowo-ołowiowy (samochód)
• AGM (zamknięte)
• zamknięty żel
• uszczelniony żel z elektrodami rurkowymi (OPzV)
• galaretowate z talerzami rozsiewającymi (seria OPzS)
• trakcja (zwykle z ciekłym elektrolitem)
• węgiel

alkaliczny

żelazo niklowe

nikiel-kadm

Wodorek niklu

litowo-jonowy (ostatnio ich cena spadła i pojawiły się akumulatory o długiej żywotności - fosforan litowo-żelazowy)

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Najczęstszym typem AB są kwas ołowiowy

, zarówno z elektrolitem płynnym, jak i uszczelnionym (ostatnio zyskują na popularności ze względu na przeceny).

Specjalne baterie z płytami rozsiewającymi

do użytku w autonomicznych systemach zasilania, często są one składane z oddzielnych 2-woltowych baterii połączonych ze sobą. Stosowane są również AB o mniejszej pojemności o napięciu 6 i 12 woltów, ale rzadziej. Akumulatory te są produkowane głównie w Europie i USA. Są stosunkowo drogie. Ostatnio takie chińskie baterie pojawiły się na rynku rosyjskim. Przy praktycznie tych samych cechach chińskie baterie są znacznie (półtora do dwóch razy) tańsze.

Akumulatory trakcyjne

, zarówno z ciekłym elektrolitem, jak i uszczelnione, przeznaczone są do pracy cyklicznej. Głębokie modyfikacje cyklu mają podobne parametry. Są bardziej odpowiednie dla autonomicznych systemów zasilania. Są droższe niż konwencjonalne szczelne akumulatory, ale mają również dłuższą żywotność.

Szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe mają tę samą zasadę działania, co konwencjonalne akumulatory rozruchowe samochodów. Jest to najbardziej dojrzała technologia i dla niektórych unikalnych parametrów nie znaleziono jeszcze jej zamiennika. Akumulatory te nie powinny być wyrzucane na wysypisko śmieci, ponieważ zawierają wysoce toksyczny ołów i kwas siarkowy. Są jednak bardzo łatwe w recyklingu, a ołów można ponownie wykorzystać. Te akumulatory ładują się znacznie wolniej niż inne akumulatory (około 5 razy wolniej), ale są w stanie zapewnić znacznie większą moc do zasilania potężnych odbiorców.

Największą wadą akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest ich waga. Z tego powodu mają najgorszą wydajność pod względem właściwej gęstości energii. Jednak szerokie rozmieszczenie elementów zastosowanych w tych bateriach i prostota ich produkcji decyduje nie tylko o ich powszechnym zastosowaniu, ale także o znacznie niższej cenie.

Różne typy akumulatorów kwasowo-ołowiowych zostały szczegółowo omówione w artykule „Rodzaje akumulatorów kwasowo-ołowiowych”.

Baterie alkaliczne

Akumulator kwasowy nie toleruje głębokiego rozładowania, ale nie przeszkadza mu ładowanie porcjami przy każdej nadarzającej się okazji.Przeciwnie, alkaliczny nie lubi dawać dużych prądów, ale prądy w ilości około 1/10 pojemności są gotowe do oddania przez długi czas i aż do wyczerpania. Oznacza to, że nie tylko pozwala na pełne rozładowanie, ale także wita z zadowoleniem w każdy możliwy sposób (ponieważ jeśli naładujesz całkowicie rozładowaną baterię alkaliczną, nie uzyska ona pełnej pojemności - tak zwany „efekt pamięci” jest najbardziej widoczny w niklu. baterie kadmowe). Krótko mówiąc, nie można ładować / rozładowywać baterii alkalicznej porcjami - tylko „od i do”. Ale przy prawidłowym działaniu (oprócz ładowania / rozładowania oznacza to płukanie puszek i wymianę elektrolitu raz na sezon) alkalia działają nawet do 20 lat (dokładniej 1000-1500 pełnych cykli). Ponadto baterie alkaliczne nie ładują się dobrze przy niskich prądach. Oznacza to, że przepływa przez nie prąd, ale nie ma opłaty.

To wyjaśnia fakt, że baterie alkaliczne nie są szeroko stosowane w autonomicznych systemach zasilania z odnawialnymi źródłami energii. Szczelne akumulatory niklowo-kadmowe i niklowo-wodorkowe

może być używany w niektórych przypadkach. Chociaż są znacznie droższe niż kwasowe, mają bardzo długą żywotność i mają bardziej stabilne napięcie podczas procesu rozładowania. Zwykle są używane w przenośnych lub mobilnych zasilaczach. pozwalają na zmagazynowanie większej ilości energii na kilogram wagi.

Akumulatory NiMh trafiły na główny rynek w latach 80-tych jako czystsza alternatywa dla akumulatorów niklowo-kadmowych. Akumulatory niklowo-kadmowe wykorzystują w swoim składzie wysoce toksyczny pierwiastek kadmu, a ponieważ główny konsument nie myśli o utylizacji zużytych baterii, stanowi to duży problem dla środowiska. Wadą akumulatorów NiMh jest ich stosunkowo wysokie samorozładowanie, które prowadzi do utraty około 30% energii w ciągu 1 miesiąca. Ładują się również do 2x dłużej niż akumulatory litowe lub niklowo-kadmowe.

Chociaż parametry elektryczne akumulatorów NiMh nie są tak dobre, jak akumulatorów NiCd, akumulatory NiMH są bardziej stabilne i mniej cierpią z powodu „efektu pamięci” akumulatorów NiCd. Nie trzeba ich całkowicie rozładowywać przed ponownym naładowaniem, ponieważ baterie NiCd wymagają tego, aby zapobiec wewnętrznemu wzrostowi kryształów, który prowadzi do pękania obudowy baterii NiCd. Akumulatory NiMh AA są takie same jak konwencjonalne baterie alkaliczne i dlatego są najbardziej popularne do stosowania w aparatach cyfrowych i aparatach fotograficznych, przenośnych odtwarzaczach, radiach i latarkach.

Akumulatory niklowo-kadmowe i niklowo-żelazne z ciekłym elektrolitem są tańsze od zamkniętych, ale zawierają ciekły elektrolit, wydzielają gazy podczas ładowania i wymagają okresowej konserwacji oraz specjalnego wentylowanego pomieszczenia. Koszt energii zmagazynowanej w cyklu ładowania-rozładowania jest porównywalny lub nawet tańszy niż w przypadku zamkniętych akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Zalecamy stosowanie akumulatorów niklowo-żelaznych (zwykle są one używane jako baterie trakcyjne w pojazdach elektrycznych, a także na kolei) tylko w jednym przypadku - w ramach autonomicznego systemu akumulatorów diesla, w którym jedynym źródłem jest generator paliwa energii. Z naszego doświadczenia wiemy, że akumulatory kwasowo-ołowiowe nie wytrzymują długo w takich układach - głębokie cykle i chroniczne niedoładowanie robią swoją brudną robotę. W takich warunkach pracy można znosić takie wady baterii alkalicznych jak brak możliwości ładowania niskimi prądami (można ustawić dowolny z generatora, a jeszcze lepiej, jeśli prąd jest duży, będzie ładował się szybciej), efekt pamięci (cykle będą po prostu głębokie) i niska wydajność ładowania. Dla układu generatora efekt pamięci nie jest istotny - akumulatory są maksymalnie rozładowywane, aby jak najrzadziej uruchamiać generator.

Jeśli chodzi o sprawność - jeśli baterie alkaliczne można ładować dużym prądem, to ich niska sprawność z nawiązką zaprocentuje wydajniejszym trybem pracy generatora. Wszakże do ładowania akumulatorów ołowiowych wymagane jest ładowanie ich niskimi prądami przez długi czas, tj. prawie na biegu jałowym generatora. A w granicach ładowania alkalicznego jest to temperatura akumulatorów, a także wydzielanie się gazu.

Jeszcze raz podkreślamy, że baterie alkaliczne nie nadają się do każdego systemu rezerwowego lub autonomicznego. Jeśli są panele słoneczne lub turbiny wiatrowe, tj. źródła wytwarzające różne prądy, m.in. i nie ma sensu wkładać małych, alkalicznych baterii - energia małych prądów zostanie po prostu utracona bez korzyści.

Akumulatory litowo-jonowe i litowo-polimerowe

Jest to jedna z nowszych technologii i rozwija się szybciej niż inne. Istnieje kilka odmian procesów chemicznych technologii litowo-jonowych, ale ich omówienie nie jest tutaj omówione. Baterie litowo-jonowe są szeroko stosowane w małych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, gadżety i odtwarzacze audio, zegarki elektroniczne, PDA i laptopy. Akumulatory te bardzo dobrze zasilają małą mocą przez długi czas. Mają bardzo dużą gęstość ładunku właściwego, co oznacza, że ​​mogą przechowywać znaczną ilość energii elektrycznej w małej objętości. Jednak taka koncentracja energii skutkuje pewną wrażliwością akumulatorów litowo-jonowych.

Chemia procesowa akumulatorów litowo-jonowych wymaga ścisłego przestrzegania technik produkcyjnych, a zanieczyszczenie podczas produkcji tych akumulatorów często powoduje ich degradację. Wiele osób może pamiętać, że latem 2006 roku przypomniały sobie tysiące laptopów Dell i Apple, kiedy to okazało się, że ich baterie wyprodukowane przez Sony zawierają zanieczyszczenia, które mogą spowodować ich przegrzanie. Baterie litowe nie tolerują przegrzania, dlatego często mają wbudowane układy elektroniczne, które zapewniają ich bezpieczeństwo zapobiegając przeładowaniu - ładowanie zatrzymuje się, gdy napięcie osiągnie swój limit.

Opracowane niedawno akumulatory litowo-polimerowe to „sucha” wersja akumulatorów litowo-jonowych. Zachowują się lepiej w wysokich temperaturach (powyżej 25C), a także pozwalają na produkcję ekstremalnie rozładowanych baterii, aż do grubości karty kredytowej. Ze względu na charakter technologii produkcji akumulatory te są bardzo drogie i rzadko znajdują uzasadnienie w porównaniu z bardziej konwencjonalnymi akumulatorami litowo-jonowymi.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe najlepiej nadają się do systemów zasilania. Zobacz łącze, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat tego typu baterii. Takie baterie możesz kupić w naszym sklepie.

W ostatnim czasie na rynku rosyjskim pojawiły się stosunkowo niedrogie akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe produkowane przez Liotech. Produkowane moce sięgają od 250 A * h, dlatego ich wykorzystanie jest ograniczone przez stosunkowo mocne układy zasilania autonomicznego lub rezerwowego. Istnieją również mieszane recenzje na temat tych akumulatorów.

Jednym z najnowszych osiągnięć są baterie litowo-tytanianowe. Mają żywotność do 25 000 tysięcy cykli.

Schematy okablowania i połączeń

Uproszczony schemat poglądowy (kliknij, aby powiększyć)	Opis
	Standardowy schemat połączeń „pustych” zbiorników buforowych do kotła na paliwo stałe. Stosuje się, gdy w systemie grzewczym występuje jeden nośnik ciepła (w obu obiegach: przed i za zbiornikiem), przy takim samym dopuszczalnym ciśnieniu roboczym.
	Schemat jest podobny do poprzedniego, ale zakładając montaż termostatycznego zaworu trójdrogowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu można regulować temperaturę urządzeń grzewczych, co pozwala na jeszcze bardziej ekonomiczne wykorzystanie zgromadzonego w zbiorniku ciepła.
	Schemat połączeń dla akumulatorów ciepła z dodatkowymi wymiennikami ciepła.Jak już wspomniano niejednokrotnie, stosuje się go w przypadku, gdy w małym obwodzie ma być zastosowane inne chłodziwo lub wyższe ciśnienie robocze.
	Schemat organizacji zaopatrzenia w ciepłą wodę (jeśli w zbiorniku znajduje się odpowiedni wymiennik ciepła).
	Schemat zakładający wykorzystanie 2 niezależnych źródeł energii cieplnej. W tym przykładzie jest to kocioł elektryczny. Źródła podłącza się w kolejności malejącej głowicy termicznej (od góry do dołu). W przykładzie pierwsze jest główne źródło - kocioł na paliwo stałe, poniżej - pomocniczy kocioł elektryczny.

Jako dodatkowe źródło ciepła, na przykład zamiast kotła elektrycznego, można zastosować rurowy grzejnik elektryczny (TEN). W większości nowoczesnych modeli jest już przewidziany do montażu za pomocą kołnierza lub sprzęgła. Instalując element grzejny w odpowiedniej rurze odgałęzionej, można częściowo wymienić kocioł elektryczny lub ponownie zrobić to bez rozpalania kotła na paliwo stałe.

Ważne jest, aby zrozumieć, że są to uproszczone, a nie pełne schematy połączeń. Aby zapewnić kontrolę, rozliczanie i bezpieczeństwo systemu, na zasilaniu kotła zainstalowana jest grupa bezpieczeństwa. Ponadto ważne jest, aby zadbać o działanie CO w przypadku awarii zasilania, ponieważ nie ma wystarczającej ilości energii do zasilania pompy obiegowej z termopary kotłów nielotnych. Brak cyrkulacji chłodziwa i nagromadzenie ciepła w wymienniku ciepła kotła najprawdopodobniej doprowadzi do zerwania obwodu i awaryjnego opróżnienia instalacji, możliwe jest przepalenie się kotła.

Dlatego ze względów bezpieczeństwa należy zadbać o zapewnienie działania systemu przynajmniej do całkowitego wypalenia zakładki. W tym celu stosuje się generator, którego moc dobiera się w zależności od charakterystyki kotła i czasu spalania 1 wkładu paliwowego.

Różnica w stosunku do standardowego schematu ogrzewania

Zupełnie inaczej działa instalacja wyposażona w akumulator ciepła do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Urządzenie nie jest skomplikowane, montuje się je dość szybko. Jego instalacja rozwiąże jednocześnie kilka ważnych problemów związanych z podtrzymaniem życia właścicieli domów.

Aby system działał inaczej, konieczne jest zainstalowanie zasobnika buforowego na kocioł z wielowarstwową skuteczną izolacją termiczną między kotłem a rurociągami, którymi woda płynie do grzejników.

Wewnątrz zbiornika znajdują się różne wymienniki ciepła do dostarczania ciepłej wody i systemów grzewczych. Woda podgrzana przez kocioł wewnątrz akumulatora pozostanie gorąca przez długi czas. Będzie stopniowo rozprowadzany jednocześnie dwoma kanałami: zaopatrzeniem w wodę i ogrzewaniem.

Na przykładzie zbiornika o pojemności 350 litrów można sobie wyobrazić oszczędność paliwa. Akumulator zaspokajający zapotrzebowanie na ogrzewanie i ciepłą wodę w jednym standardowym gospodarstwie domowym może posiadać:

• objętość od 350 do 3500 litrów;
• średnica od 0,7 m. do 1,8 m.;
• wysokość od 1,8 m do 5,6 m.

W akumulatorze zamontowane są wymienniki ciepła do zaopatrzenia w ciepłą wodę i układu grzewczego. Urządzenia zabezpieczające wymagają szczególnej uwagi:

• ciśnieniomierz;
• grupa zaworów;
• dysze wylotowe powietrza,

Dodatkowo akumulator wyposażony jest w urządzenia do kontroli temperatury i ciśnienia. Wszystko to pozwala mu regulować ważne procesy związane z dostarczaniem ciepłej wody i ogrzewaniem pomieszczeń.

Jak się połączyć

Osoba, która wielokrotnie spotkała się z urządzeniem systemów grzewczych, powinna z łatwością własnoręcznie wykonać akumulator ciepła i wykonać dalsze połączenia. Taka praca nie powinna być zbyt trudna dla początkującego.

Słowem schemat połączeń można opisać w następujący sposób:

1. Przechodząc przez cały zbiornik, rurociąg powrotny musi przechodzić przez akumulator ciepła, na jego końcach należy zapewnić półtora cala wlot i wylot
2. Najpierw należy połączyć ze sobą powrót kotła i zbiornik. Pomiędzy nimi powinna znajdować się pompa obiegowa, która napędza wodę z beczki do zaworu odcinającego, zbiornika wyrównawczego i grzałki.
3. Pompa obiegowa i zawór odcinający są również zamontowane z drugiej strony
4. Konieczne jest podłączenie rurociągu zasilającego analogicznie do poprzedniego, ale teraz pompy ciepła nie są zainstalowane

Warto zaznaczyć, że akumulator ciepła jest w ten sposób podłączony do instalacji grzewczej pracującej w oparciu tylko o jeden kocioł. Jeśli ich liczba wzrośnie, schemat stanie się znacznie bardziej skomplikowany.

Zbiornik musi być dodatkowo wyposażony w termometr, czujniki ciśnienia wewnątrz oraz zawór przeciwwybuchowy. Dzięki ciągłemu gromadzeniu ciepła beczka może się z czasem przegrzać. Aby zapobiec eksplozji, należy okresowo obniżać ciśnienie.

Akumulator ciepła i różne typy systemów grzewczych

Akumulator ciepła można zainstalować w połączeniu z różnymi systemami grzewczymi. Interakcja z każdym z nich zapewnia szereg korzyści i szybko się zwraca.

Najczęściej spotykane są akumulatory ciepła, instalowane razem z urządzeniami grzewczymi pracującymi na paliwach stałych, w których ilość pozostałości jest minimalna. Doprowadziwszy do maksimum możliwej wydajności, bardzo szybko nagrzewają grzejniki, które szybko się zużywają. Lepiej jest zaoszczędzić część wytworzonej energii i wykorzystać ją, gdy naprawdę zajdzie taka potrzeba.

Problemem dla właścicieli kotłów elektrycznych jest podwójna nocna taryfa za prąd. W ten sposób w ciągu dnia akumulator ciepła będzie akumulował ciepło w sobie po korzystniejszych kosztach, aw nocy odda je do systemu grzewczego.

Podobne instalacje stosuje się w układach wieloobwodowych, rozprowadzając wodę między obwodami. Jeśli rury są zainstalowane na różnych wysokościach, możliwe jest pobieranie wody o różnych temperaturach.

Opcje modernizacji

Patrząc własnymi rękami na najprostszy akumulator ciepła, osoba z wykształceniem inżynierskim prawdopodobnie pomyśli o możliwościach jego modernizacji. Można to zrobić na następujące sposoby:

• Poniżej znajduje się kolejny wymiennik ciepła, dzięki któremu można gromadzić energię pobieraną przez kolektor słoneczny.
• Możliwe jest podzielenie wewnętrznej przestrzeni zbiornika na kilka sekcji, komunikujących się ze sobą, dzięki czemu rozwarstwienie cieczy według temperatury jest bardziej wyraźne
• Wydać pieniądze na izolację termiczną czy nie - każdy decyduje o sobie. Ale kilka centymetrów pianki poliuretanowej znacznie zmniejszy straty ciepła.
• Zwiększając ilość odgałęzień możliwe będzie zamontowanie jednostki do bardziej złożonych systemów grzewczych z kilkoma niezależnymi obiegami
• Można wykonać dodatkowy wymiennik ciepła, w którym gromadzi się woda pitna

Wideo - Akumulator ciepła w domu z okresowym paleniskiem

https://youtube.com/watch?v=rgMQG7RLCew

Podsumowując

Absolutnie każdy może własnoręcznie zbierać akumulatory ciepła. Nie ma potrzeby kupowania drogiego sprzętu, a najprostszy model składa się z podzespołów, które dobry człowiek zawsze ma w garażu czy spiżarni.

Wszyscy, którzy nie ufają urządzeniom domowej roboty, mogą zapoznać się z szeroką gamą modeli na rynkach. Ich koszt jest więcej niż akceptowalny, a zainwestowane środki szybko się zwracają.