Como conectar um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido com suas próprias mãos

Seleção de equipamentos de qualidade

A bateria é selecionada diretamente para uma caldeira do tipo combustível sólido pré-comprada e os parâmetros são calculados para que ela possa facilmente acumular ao máximo a energia térmica, que foi gerada por uma fonte direta do calor necessário.

A prioridade e o principal critério para escolher um acumulador de calor moderno e bem pensado será a própria caldeira, se seu tempo de trabalho de entrada de calor e potência forem de alguma forma limitados:

• Para gerar calor apenas para uma única carga única de qualquer combustível e sua análise posterior pelo sistema de aquecimento completo instalado por um dia inteiro.
• Um acumulador do tipo solar de uma potência determinada e necessária para o funcionamento estável da caldeira, onde o calor é recolhido exclusivamente durante o dia e de forma estável, uniforme ou exclusivamente no pico de uso.

O principal indicador para a escolha de um bom acumulador de calor é o próprio consumidor, quando há necessidade de cobrir a carga instalada de natureza térmica por um determinado período de tempo.

É necessário adquirir este dispositivo de acordo com as necessidades individuais, bem como as características da caldeira de combustível sólido instalada.

Projete antecipadamente que tipo de acumulador de calor você precisa para que ele possa desempenhar plenamente as funções que lhe são atribuídas e as tarefas de amplificar e controlar a energia térmica gerada pela caldeira.

Sistemas de aquecimento multicircuito com acumuladores de calor

Outra vantagem indiscutível do tanque de acumulação é a potencial oportunidade de operá-lo como uma pistola hidráulica.

Tal função é muito necessária, pois devido ao fato de o corpo do tanque estar equipado com pelo menos quatro bicos, torna-se possível selecionar um refrigerante com a temperatura desejada em um ou outro nível do tanque de armazenamento. Isso permitirá equipar um circuito de alta qualidade com alta temperatura, equipado com radiadores, bem como aquecimento com baixas temperaturas, como piso radiante.

No entanto, não se deve esquecer das bombas que possuem circuitos de controle de aquecimento, pois a temperatura em diferentes níveis do tanque de armazenamento em diferentes momentos do dia, como você sabe, é diferente. Ao mesmo tempo, a função dos bicos não se limita às saídas para circuitos de aquecimento. Vários sistemas de caldeiras equipados de acordo com diferentes tipos podem ser conectados a um acumulador de aquecimento de uma só vez.

Diagramas de fiação

Existem muitas maneiras de amarrar uma caldeira de combustível sólido com um acumulador de calor e um sistema de aquecimento. Mas todos eles são derivados do circuito básico mostrado abaixo. Com sua ajuda, é fácil descobrir como essas unidades funcionam em pares e montar tudo com suas próprias mãos.

A fonte de calor a combustível sólido possui um circuito de caldeira tradicional com uma unidade de mistura, cuja função é impedir o fornecimento de refrigerante frio à caldeira. Em seguida, as tubulações de suprimento e retorno são conectadas ao tanque de armazenamento, respectivamente, por cima e por baixo. Da mesma forma, um sistema de aquecimento, também equipado com uma unidade de mistura, é conectado ao acumulador de calor. Sua finalidade é manter a temperatura necessária da água no sistema, misturando parte do refrigerante quente, se necessário.

Um ponto importante. A potência real da bomba de circulação do circuito da caldeira deve ser ligeiramente superior à do conjunto da bomba do circuito de aquecimento. O cumprimento desta condição permitirá que os fluxos dentro do acumulador de calor se movam na direção certa (mostrado no diagrama com setas brancas).

De fato, a bomba de rede será mais poderosa que a da caldeira, e aqui está o porquê.A resistência da rede de tubulações e radiadores é superior a 3-5 m de um tubo de uma caldeira de combustível sólido para um acumulador de calor. Mais potência e pressão são necessárias para que a unidade supere essa resistência. Portanto, uma bomba do circuito da caldeira mais fraca poderá fornecer uma vazão maior, bastando configurar corretamente ambas as unidades. Existem 2 opções para resolver o problema:

1. Ao usar bombas de 3 velocidades, você pode ajustar seu desempenho alternando as velocidades.
2. Instale uma válvula de balanceamento na entrada do retorno do sistema para o tanque de compensação, com a qual fazer ajustes.

O aquecimento simultâneo dos aquecedores e o carregamento camada a camada do acumulador de calor é possível quando os fluxos dentro do tanque se movem horizontalmente com uma leve predominância do lado da caldeira de combustível sólido. Surge a pergunta - como verificar isso? A resposta surge: em ambas as entradas do retorno ao tanque, é necessário colocar termômetros (como no diagrama) e realizar o ajuste alterando a velocidade das bombas ou girando a válvula de balanceamento

Condição importante: a válvula de três vias da rede de aquecimento deve ser totalmente aberta manualmente

Ao ajustar, é necessário garantir que a temperatura na entrada do acumulador de calor (T1) seja menor que na saída (T2). Isso significa que parte da água quente vai para "carregar" a bateria. Você pode saber mais sobre todos os pontos com um especialista assistindo ao vídeo:

Esquema alternativo

Este esquema para amarrar um tanque tampão e uma caldeira de combustível sólido foi proposto por um dos participantes em um fórum popular. Sua peculiaridade reside no fato de que, durante uma queda de energia, a operabilidade do circuito é mantida, embora você tenha que pagar por isso com diâmetros aumentados de tubos de aço. A figura abaixo mostra a conexão de um acumulador de calor a um sistema de aquecimento fechado, mas durante a instalação é melhor deixá-lo aberto, como diz o próprio autor.

Em suma, a essência é esta: graças à entrada em forma de T na parte superior do tanque, os radiadores são aquecidos simultaneamente e o acumulador térmico do tipo faça você mesmo é “carregado”. A bomba do circuito da caldeira é controlada por um sensor clamp-on na linha de alimentação, que liga a unidade quando atinge uma temperatura de 60 °C. A circulação na rede depende do termóstato ambiente ao qual a bomba da rede está ligada.

Observação. O esquema de cintagem proposto foi testado por seu criador em sua própria experiência. Todos os detalhes de sua instalação e operação são descritos pelo autor no fórum

Vários tipos e esquemas para a tubulação de uma caldeira de combustível sólido

Existem muitas maneiras de conectar a caldeira e equipamentos relacionados ao sistema geral de aquecimento da casa. Vamos considerar o mais comum deles.

O tanque de armazenamento funciona como uma caldeira DHW

O design do tanque de armazenamento é uma espiral localizada dentro do acumulador de calor. O líquido de refrigeração quente que se encontra no interior aquece a água corrente do circuito de água quente. Em caso de queima e desligamento da caldeira, o acumulador de calor permite manter uma temperatura aceitável na sala, até 2 dias. Desde que a função DHW não seja utilizada.

Para controlar o fluxo e a temperatura do refrigerante, é usado um dispositivo automático de mistura térmica:

O dispositivo também está equipado com uma válvula de retenção, uma válvula de circulação natural automática de emergência (em caso de falta de energia), uma válvula térmica embutida e um acessório.

O princípio de funcionamento do dispositivo é o seguinte. Quando o refrigerante atinge uma certa temperatura (780C), a válvula térmica abre o abastecimento de água do acumulador. A temperatura é mantida em um determinado nível regulando a seção transversal da passagem de retorno do sistema de aquecimento central para o canal de derivação.

Esquema para conectar uma caldeira de combustível sólido a um acumulador de calor de uso duplo:

1. Grupo de segurança; 2. Tanque de armazenamento térmico; 3. Misturador térmico; 4. Tanque de expansão do tipo membrana; 5.Válvula de compensação do sistema; 6. Bomba de circulação do sistema de aquecimento; 7. Radiadores; 8. Válvula de três vias de mistura; 9. Válvula de retenção; 10. Bomba de circulação de água quente sanitária.

Ligar um acumulador de calor e um tanque de água quente sanitária separado

O volume da caldeira para aquecimento passivo do sistema DHW depende do número de consumidores e da potência do equipamento utilizado. Na tubulação de caldeiras a pellets, não é recomendado o uso de materiais e estruturas de polipropileno. A temperatura do trocador de calor na saída em cargas de pico geralmente excede o desempenho de tubos feitos de materiais poliméricos.

Tubulação de uma caldeira de combustível sólido com uma caldeira de água quente separada:

1. Caldeira. 2. Grupo de segurança 3. 4. Tanque de membrana de expansão. 5. 6. Bomba. 7. Válvula de três vias de mistura. 8. Válvula de compensação do sistema. 9. Radiador. 10. Caldeira de água quente sanitária para aquecimento indirecto. 11. Tanque de armazenamento térmico.

Ligação paralela de duas caldeiras de aquecimento

Para prolongar a vida útil e distribuir uniformemente os recursos utilizados, os usuários geralmente combinam dois tipos diferentes de fontes de aquecimento em um único esquema de fornecimento de calor. Neste caso, a principal fonte de calor no inverno é uma caldeira de combustível sólido. A caldeira elétrica é ligada em modo de emergência e durante os meses de verão quando é utilizada para aquecer água.

Esquema de tubulação para uma caldeira de aquecimento a combustível sólido com conexão elétrica paralela:

1. Caldeira a pellets. 2. Grupo de segurança do sistema de aquecimento. 3. Caldeira alternativa (elétrica ou a gás). 4. Separador para remover o ar do sistema. 5. Bomba de circulação. 6. Válvula misturadora manual de três vias. 7. Válvula de proteção contra funcionamento a seco. 8. Tanque de expansão. 9. Válvula de alimentação do sistema com água. 10. Acumulador de calor. 11. Lavatório. 12. 13. Bomba de água quente sanitária.

Um sistema de aquecimento baseado em uma caldeira a pellets é bastante complexo e requer um ajuste cuidadoso. Antes de realizar o trabalho de instalação, leia atentamente o material de instrução fornecido pelas empresas fabricantes.

Cálculo do acumulador de calor

Um recipiente para o acúmulo de energia térmica pode ser adquirido pronto ou feito de forma independente. Mas surge uma pergunta natural: qual deve ser a capacidade do tanque? Afinal, um tanque pequeno não dará o efeito desejado e muito custará um centavo bonito. A resposta a esta pergunta ajudará a encontrar o cálculo do acumulador de calor, mas primeiro você precisa determinar os parâmetros iniciais para os cálculos:

• perda de calor da casa ou sua quadratura;
• duração da inatividade da principal fonte de calor.

Vamos determinar a capacidade do tanque de armazenamento usando o exemplo de uma casa padrão com uma área de 100 m2, que requer uma quantidade de calor de 10 kW para aquecer. Suponha que o tempo ocioso líquido da caldeira seja de 6 horas, a temperatura média do transportador de calor no sistema é de 60 °C. Logicamente, durante o período de tempo em que a unidade de aquecimento está ociosa, a bateria deve fornecer 10 kW ao sistema a cada hora, para um total de 10 x 6 = 60 kW. Esta é a quantidade de energia que deve ser acumulada.

Como a temperatura no tanque deve ser a mais alta possível, para cálculos tomaremos um valor de 90 ° C, as caldeiras domésticas ainda não podem fazer mais. A capacidade necessária do acumulador de calor, expressa em massa de água, é calculada da seguinte forma:

• Q é a quantidade de energia térmica acumulada, no nosso caso é 60 kW;
• 0,0012 kW/kg ºС é a capacidade calorífica específica da água, em unidades de medida mais familiares - 4,187 kJ/kg ºС;
• Δt é a diferença entre a temperatura máxima do refrigerante no tanque e o sistema de aquecimento, ºС.

Assim, o acumulador de água deve conter 60 / 0,0012 (90 - 60) = 1667 kg de água, o que equivale a aproximadamente 1,7 m3 de volume. Mas há um ponto: o cálculo é feito na menor temperatura externa, o que acontece com pouca frequência, excluindo as regiões do norte.Além disso, após 6 horas, a água no tanque esfriará apenas para 60 ºС, o que significa que, na ausência de clima frio, a bateria pode ser “descarregada” ainda mais até que a temperatura caia para 40 ºС. Daí a conclusão: para uma casa com área de 100 m2, basta um tanque de armazenamento com um volume de 1,5 m3 se a caldeira estiver inativa por 6 horas.

Requisitos para uma ininterrupta

Para descobrir qual unidade ininterrupta é adequada para uma caldeira a gás, você precisa decidir antecipadamente os requisitos aplicáveis ​​ao dispositivo. Ajudará a conhecer os principais indicadores do UPS, que caracterizam a eficiência de seu trabalho. Alguns deles:

• Potência ativa e aparente (considerando o componente reativo), definida como o produto da tensão de alimentação pela corrente na carga.
• O coeficiente de distorção harmônica, indicando a qualidade da tensão de saída - o desvio da forma da senóide da forma ideal.
• A presença de uma bateria externa que permite não interromper o funcionamento da caldeira na ausência de rede elétrica por várias horas.
• Duração da operação offline.
• Limites de flutuações de tensão de entrada permitidas em Volts.

A duração do trabalho da bateria depende em maior medida de sua capacidade.

Quando, de acordo com as condições de funcionamento do equipamento da caldeira, são esperadas longas interrupções no fornecimento de energia, deve ser possível conectar baterias adicionais. Também é desejável que o dispositivo adquirido tenha a função de monitorar automaticamente o estado da fonte de alimentação e restaurar o modo de alimentação normal.

Ligar a tubagem do acumulador de calor ao sistema de aquecimento

Como regra geral, o tanque de armazenamento é conectado ao sistema de aquecimento em paralelo com a caldeira de aquecimento, portanto, esse esquema também é chamado de esquema de tubulação da caldeira.

Vamos dar o esquema usual para conectar o TA a um sistema de aquecimento com uma caldeira de aquecimento a combustível sólido (para simplificar o esquema, válvulas de fechamento, automação, dispositivos de controle e outros equipamentos não são indicados nele).

Esquema simplificado de tubulação do acumulador de calor

Este diagrama mostra os seguintes elementos:

1. Caldeira de aquecimento.
2. Acumulador térmico.
3. Dispositivos de aquecimento (radiadores).
4. Bomba de circulação na linha de retorno entre a caldeira e o aquecedor.
5. A bomba de circulação na linha de retorno do sistema entre os dispositivos de aquecimento e o TA.
6. Permutador de calor (bobina) para abastecimento de água quente.
7. Permutador de calor conectado a uma fonte de calor adicional.

Um dos tubos superiores do tanque (pos. 2) é conectado à saída da caldeira (pos. 1), e o segundo é conectado diretamente à linha de alimentação do sistema de aquecimento.

Um dos tubos de derivação inferiores do HE é conectado à entrada da caldeira, enquanto uma bomba (pos. 4) é instalada na tubulação entre eles, o que garante a circulação do fluido de trabalho em círculo da caldeira para o HE e vice-versa.

O segundo tubo de derivação inferior que está conectado à linha de retorno do sistema de aquecimento, no qual também está instalada uma bomba (pos. 5), que fornece o fornecimento de refrigerante aquecido aos aquecedores.

Para garantir o funcionamento do sistema de aquecimento em caso de queda repentina de energia ou falha das bombas de circulação, elas geralmente são conectadas em paralelo à linha principal.

Em sistemas com circulação natural de refrigerante, não existem bombas de circulação (pos. 4 e 5). Isso aumenta significativamente a inércia do sistema e, ao mesmo tempo, o torna completamente não volátil.

O permutador de calor DHW (pos. 6) está localizado na parte superior do HE.

A localização do permutador de calor adicional (pos. 7) depende do tipo de fonte de entrada de calor:

• para fontes de alta temperatura (resistência, gás ou caldeira elétrica) é colocado na parte superior do tanque de armazenamento;
• para os de baixa temperatura (coletor solar, bomba de calor) - na parte inferior.

Os trocadores de calor indicados no diagrama são opcionais (pos.6 e 7).

Princípio da Operação

A essência da operação do dispositivo em relação ao equipamento da caldeira não é diferente do princípio de proteção de outros dispositivos elétricos. Expressa-se na adoção de medidas especiais para estabilizar a tensão e na capacidade de mantê-la por algum tempo no nível exigido. Para estes fins, é utilizado um UPS para caldeiras com uma bateria externa conectada, cuja tensão direta é convertida em tensão alternada por meio de um inversor eletrônico.

Para suavizar as flutuações de tensão na rede ou proteger contra sua perda de curto prazo, é usado o princípio da dupla conversão, que consiste no seguinte:

1. A tensão CA corrigida é aplicada ao filtro de rede, que suaviza as flutuações acentuadas limitando os harmônicos de alta frequência.
2. Ele entra na ponte de diodos, que converte o componente variável em uma constante.
3. Se necessário, parte da corrente retificada é gasta no circuito de carregamento da bateria de reserva usada em uma situação em que a tensão desaparece por muito tempo.
4. A parte principal vai para o inversor, no qual é realizada a conversão inversa da componente constante em variável.
5. A tensão estabilizada assim obtida é adequada para alimentar uma caldeira a combustível sólido ou a gás.

Vantagens e desvantagens da capacidade de buffer

Tanque de reserva da caldeira

As principais vantagens de um sistema de aquecimento com acumulador de calor incluem:

• o aumento máximo possível na eficiência de uma caldeira de combustível sólido e de todo o sistema, economizando recursos energéticos;
• garantir a proteção da caldeira e outros equipamentos contra superaquecimento;
• facilidade de uso da caldeira, permitindo que ela seja carregada a qualquer momento;
• automatização do funcionamento da caldeira através da utilização de sensores de temperatura;
• a capacidade de conectar várias fontes de calor diferentes ao HE (por exemplo, duas caldeiras de vários tipos), garantindo sua integração em um circuito do sistema de aquecimento;
• garantindo uma temperatura estável em todos os cômodos da casa;
• a possibilidade de fornecer água quente sanitária sem o uso de dispositivos adicionais de aquecimento de água.

As desvantagens dos acumuladores de calor para o sistema de aquecimento incluem:

• aumento da inércia do sistema (muito mais tempo passa desde o momento em que a caldeira é acesa até o sistema entrar no modo de operação);
• a necessidade de instalar TA perto da caldeira de aquecimento, para a qual é necessária uma sala separada da área necessária na casa;
• grandes dimensões e peso, causando a complexidade de seu transporte e instalação;
• um custo bastante alto do HE produzido industrialmente (em alguns casos, seu preço, dependendo dos parâmetros, pode exceder o custo da própria caldeira).

Uma solução interessante: um acumulador de calor no interior da casa.

No interior Instalação 1o andar Sótão Porão corte transversal

O uso de um acumulador de calor é economicamente vantajoso não apenas para caldeiras de combustível sólido, mas também para sistemas de aquecimento elétrico ou a gás.

No caso de uma caldeira elétrica. O TA liga em plena capacidade à noite, quando as tarifas de eletricidade são muito mais baixas. Durante o dia, quando a caldeira é desligada, o ambiente é aquecido com o calor acumulado durante a noite.

Para caldeiras a gás, a economia é alcançada através do uso alternado da própria caldeira e do TA. Ao mesmo tempo, o queimador a gás acende com muito menos frequência, o que garante um menor consumo de gás.

É indesejável instalar um acumulador de calor em sistemas de aquecimento onde seja necessário um aquecimento rápido e ou de curto prazo da sala, pois isso será dificultado pelo aumento da inércia do sistema.

3 comentários

Em vez dos acumuladores de calor indicados no artigo, é possível utilizar com sucesso termoacumuladores com capacidade igual ou superior a 200 litros, ligados em paralelo.Os acumuladores de calor são conectados à caldeira de aquecimento após o aquecimento regular da casa e (ou) a ameaça de superaquecimento da caldeira. É muito mais barato do que as opções oferecidas. Além disso, os elementos de aquecimento dos aquecedores de água podem ser usados ​​durante uma pausa na operação da caldeira, por exemplo, à noite. Isso é benéfico com um medidor multitarifário. A única coisa é que ao usar etileno ou propilenoglicol como refrigerante, a haste de magnésio instalada para amaciar a água deve ser removida dos aquecedores de água. Esse sistema está funcionando para mim há quatro anos, permitindo que mesmo no inverno aqueça uma caldeira de combustível sólido uma vez por dia. Em geadas severas (de -27) duas vezes ao dia. Três aquecedores de água com capacidade de 200 litros cada servem como acumulador de calor. Cada aquecedor de água me custou 9700.

Conectando conselhos profissionais

Para implementar de forma correta e eficiente um sistema de aquecimento privado baseado em qualquer caldeira de combustível sólido, você pode conectar um acumulador de calor de várias maneiras. Eles são bastante comuns entre os artesãos profissionais, mas você pode aprender isso sozinho, pois não há nada complicado e sobrenatural nesses esquemas.

Adendo! Considere o fato de que o custo do trabalho depende diretamente do princípio básico da construção de um sistema de circulação constante de combustível na caldeira.

Diagrama de conexão do acumulador de calor

Com mistura líquida

O esquema para conectar um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido de um tipo comum é extremamente claro. Utilização fácil e económica na tubagem de sistemas de aquecimento permanente, que se baseiam na circulação de um combustível do tipo simples por gravidade na caldeira. Nessa situação, isso acontece:

• Durante o aquecimento do volume definido de água no trocador de calor do próprio dispositivo, sua circulação começa em todo o sistema da tubulação instalada, que passa pela válvula da caldeira.
• Quando a temperatura definida pelo usuário é atingida, a válvula embutida começa a funcionar ativamente e mantém o valor predefinido, misturando gradualmente apenas água fria da própria caldeira.
• Neste momento, a água quente da unidade instalada é despejada no tanque - é assim que o acumulador de calor é carregado.
• Durante todo o tempo que só pode ser determinado pelo tanque da caldeira, o combustível queima completamente.
• Inicia o processo inverso, que consiste em fornecer água para pequenos radiadores. A estabilidade da temperatura é mantida o tempo todo.
• Quando a fonte direta do calor necessário não pode manter o aquecimento estável da água no tanque do acumulador de calor, a válvula instalada fecha de forma rápida e confiável e o sistema retorna instantaneamente ao seu estado original.

Se não houver fornecimento de energia ou a bomba de circulação falhar, a caldeira entra imediatamente em um modo especial de buffer, que permite que todo o sistema funcione apenas na válvula de retenção.

Conectando um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido

A água coletada, que aqueceu até este ponto na própria caldeira, entra ativamente no tanque instalado. Então ela vai para vários radiadores de aquecimento. Este processo contínuo garante um aquecimento suave da água e uma queda suave em altas temperaturas.

Adendo! Para que o circuito de aquecimento funcione da melhor maneira, o acumulador de calor deve ser montado em uma altura suficiente para que não haja contato com os radiadores de aquecimento.

Com distribuição hidráulica

Um sistema deste tipo é vendido para quase todos os modelos de caldeiras. Devido a eles, é possível fornecer um fornecimento ininterrupto e estável de eletricidade. Para que todo o sistema pensado funcione corretamente e sem problemas, vale a pena fornecer de forma correta e clara uma fonte de nutrição estável e nutritiva.

É possível implementar este princípio: a caldeira instalada servirá apenas como um recipiente especial, que estabiliza ao máximo a temperatura de um volume de água suficientemente grande necessário para o conforto da sala. Isso faz sentido no caso em que é necessário fornecer energia imediatamente a vários circuitos de aquecimento privados.

Conectar um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido desse tipo também encontrou ampla aplicação entre usuários e desenvolvedores modernos.

Qual esquema de conexão do acumulador de calor escolher depende exclusivamente das necessidades individuais do proprietário da casa e daqueles que moram lá. Aqui você precisa pesar todas as vantagens e desvantagens, além de levar em consideração muitos fatores que podem afetar significativamente a escolha final.

Depende muito da área que será aquecida com uma caldeira de combustível sólido; elementos e conjuntos usados ​​de toda a instalação; o número calculado de contornos que serão feitos no chicote; a presença de um sistema bem pensado de fornecimento de água quente e estável de toda a sala.

Organizar corretamente um diagrama de fiação é uma tarefa difícil que requer maior concentração e a abordagem correta. Se não houver confiança em seu conhecimento, é melhor confiar o processo a especialistas experientes e qualificados.