Конструкция теплоаккумулятора: Теплоаккумулятор своими руками. От А до Я

Содержание

Теплоаккумулятор своими руками – как сделать буферную емкость

Зачастую домовладельцы не в состоянии купить современное отопительное оборудование, поэтому ищут альтернативные решения. Взять хотя бы буферную емкость (иначе – тепловой аккумулятор), незаменимую вещь для систем отопления с твердотопливным котлом. Накопительный бак объемом 500 л стоит примерно 600—700 у. е., цена тысячелитровой бочки достигает 1000 у. е. Если же сделать теплоаккумулятор своими руками, а потом установить резервуар в котельной самостоятельно, удастся сэкономить половину указанной суммы. Наша задача – рассказать о способах изготовления.

Где применяется аккумулятор тепла и как он устроен

Накопитель тепловой энергии — это не что иное, как утепленный железный бак с патрубками для подключения магистралей водяного отопления. Буферная емкость выполняет 2 функции: накапливает избытки теплоты и обогревает дом в периоды, когда котел бездействует. Теплоаккумулятор замещает отопительный агрегат в 2 случаях:

  1. При обогреве жилища печью с водяным контуром либо котлом, сжигающим твердое топливо. Накопительная емкость работает для отопления ночью, после прогорания дров или угля. Благодаря этому домовладелец спокойно отдыхает, а не бегает в котельную. Это комфортно.
  2. Когда источником тепла служит электрокотел, а учет потребления электричества ведется многотарифным счетчиком. Энергия по ночному тарифу обходится вдвое дешевле, поэтому днем работу системы отопления полностью обеспечивает тепловой аккумулятор. Это экономично.
Слева на фото – буферный резервуар 400 литров фирмы Drazice, справа – электрокотел Kospel в комплекте с накопителем горячей воды

Важный момент. Бак — аккумулятор горячей воды повышает эффективность твердотопливного котла. Ведь максимальный КПД теплогенератора достигается при интенсивном горении, которое невозможно постоянно поддерживать без буферной емкости, поглощающей излишки теплоты. Чем эффективнее сжигаются дрова, тем меньше их расход. Это касается и газового котла, чей КПД снижается в режимах слабого горения.

Аккумуляторный бак, заполненный теплоносителем, действует по простому принципу. Пока обогревом помещений занимается теплогенератор, вода в емкости нагревается до максимальной температуры 80—90 °С (теплоаккумулятор заряжается). После отключения котла к радиаторам начинает подаваться горячий теплоноситель из накопительного бака, обеспечивающего отопление дома в течение определенного времени (тепловая батарея разряжается). Длительность работы зависит от объема резервуара и температуры воздуха на улице.

Как устроен аккумулятор тепла заводского изготовления

Простейшая аккумулирующая емкость для воды заводского изготовления, показанная на схеме, состоит из таких элементов:

  • основной резервуар цилиндрической формы, сделанный из углеродистой либо нержавеющей стали;
  • теплоизоляционный слой толщиной 50—100 мм в зависимости от применяемого утеплителя;
  • внешняя обшивка – тонкий окрашенный металл или полимерный чехол;
  • присоединительные штуцера, врезанные в основную емкость;
  • погружные гильзы для установки термометра и манометра.

Примечание. Более дорогие модели аккумуляторов тепла для систем отопления дополнительно снабжаются змеевиками для ГВС и подогрева от солнечных коллекторов. Другая полезная опция – встроенный в верхнюю зону бака блок электрических ТЭНов.

Изготовление накопителей тепла в заводских условиях

Если вы всерьез озаботились установкой теплоаккумулятора и решили его сделать своими силами, то для начала стоит ознакомиться с заводской технологией сборки.

Резка на плазменном аппарате заготовок для крышки и дна

Повторить технологический процесс в условиях домашней мастерской нереально, но некоторые приемы вам пригодятся. На предприятии бак–аккумулятор горячей воды делается в виде цилиндра с полусферическим дном и крышкой в таком порядке:

  1. Листовой металл толщиной 3 мм подается на аппарат плазменной резки, где из него получают заготовки торцевых крышек, корпуса, люка и подставки.
  2. На токарном станке изготавливаются основные штуцера диаметром 40 или 50 мм (резьба 1.5 и 2”) и погружные гильзы для приборов контроля. Там же вытачивается большой фланец для ревизионного люка размером около 20 см. К последнему приваривается патрубок для врезки в корпус.
  3. Заготовка корпуса (так называемая обечайка) в виде листа с отверстиями под штуцеры направляется на вальцы, изгибающие ее под определенным радиусом. Чтобы получить цилиндрическую емкость для воды, остается лишь сварить торцы заготовки встык.
  4. Из металлических плоских кругов гидравлический пресс штампует полусферические крышки.
  5. Следующая операция – сварочные работы. Порядок такой: сначала на прихватках варится корпус, потом к нему прихватываются крышки, затем идет сплошная проварка всех швов. В конце присоединяются штуцеры и ревизионный люк.
  6. Готовый накопительный бак сваривается с подставкой, после чего проходит 2 проверки на проницаемость – воздушную и гидравлическую. Последняя производится давлением 8 Бар, испытание длится 24 часа.
  7. Испытанный резервуар окрашивается и утепляется базальтовым волокном толщиной не менее 50 мм. Сверху емкость обшивается тонколистовой сталью с полимерным цветным покрытием либо закрывается плотным чехлом.
Корпус накопителя выгибается из листа железа на вальцах

Справка. Для утепления бака производители используют разные материалы. К примеру, теплоаккумуляторы «Прометей» российского производства изолированы пенополиуретаном.

Вместо облицовки производители зачастую применяют специальный чехол (можно выбрать цвет)

Большинство заводских аккумуляторов тепла рассчитаны на максимальное давление 6 Бар при температуре теплоносителя в системе отопления 90 °С. Это значение вдвое превышает порог срабатывания предохранительного клапана, устанавливаемого на группу безопасности твердотопливных и газовых котлов (предел — 3 Бар). Детально производственный процесс показан на видео:

Изготавливаем тепловую батарею самостоятельно

Вы решили, что без буферной емкости обойтись не сможете и хотите ее сделать своими руками. Тогда готовьтесь пройти 5 этапов:

  1. Расчет объема теплоаккумулятора.
  2. Выбор подходящей конструкции.
  3. Подбор и заготовка материалов.
  4. Сборка и проверка герметичности.
  5. Монтаж резервуара и подключение к системе водяного отопления.

Совет. Перед тем как посчитать объем бочки, подумайте, сколько места в котельной вы сможете под нее выделить (по площади и высоте). Четко определитесь, как долго водяной теплоаккумулятор должен замещать бездействующий котел, а уж потом приступайте к выполнению первого этапа.

Как рассчитать объем бака

Существует 2 способа расчета вместительности накопительного резервуара:

  • упрощенный, предлагаемый производителями;
  • точный, выполняемый по формуле теплоемкости воды.
Продолжительность обогрева дома тепловым аккумулятором зависит его размера

Суть укрупненного расчета проста: под каждый кВт мощности котельной установки в баке выделяется объем, равный 25 л воды. Пример: если производительность теплогенератора составляет 25 кВт, то минимальная вместительность теплоаккумулятора выйдет 25 х 25 = 625 л или 0.625 м³. Теперь вспомните, сколько места выделено в котельной и подгоняйте полученный объем под реальные размеры помещения.

Справка. Желающие сварить самодельный теплоаккумулятор нередко задаются вопросом, как посчитать объем круглой бочки. Здесь стоит напомнить формулу расчета площади круга: S = ¼πD². Подставьте в нее диаметр цилиндрического резервуара (D), а полученный результат умножьте на высоту емкости.

Вы получите более точные размеры теплового аккумулятора, если воспользуетесь вторым способом. Ведь упрощенное вычисление не покажет, на сколько времени хватит рассчитанного количества теплоносителя при самых неблагоприятных погодных условиях. Предлагаемая методика как раз и пляшет от показателей, которые нужны вам и основывается на формуле:

m = Q / 1.163 х Δt

Здесь:

  • Q – количество тепла, которое нужно накопить в аккумуляторе, кВт•ч;
  • m – расчетная масса теплоносителя в баке, тонн;
  • Δt – разность температур воды в начале и в конце нагрева;
  • 1.163 Вт•ч/кг•°С — это справочная теплоемкость воды.

Дальше поясним на примере. Возьмем стандартный дом 100 м² со средним теплопотреблением 10 кВт, где котел должен простаивать 10 часов в сутки. Тогда в бочке необходимо аккумулировать 10 х 10 = 100 кВт•ч энергии. Начальная температура воды в отопительной сети – 20 °С, нагрев происходит до 90 °С. Считаем массу теплоносителя:

m = 100 / 1.163 х (90 — 20) = 1.22 тонны, что приблизительно равно 1.25м³.

Обратите внимание, что тепловая нагрузка 10 кВт взята приблизительно, в утепленном здании площадью 100 м² теплопотери будут меньше. Момент второй: столько тепла необходимо в наиболее холодные дни, каковых бывает 5 на всю зиму. То есть, теплоаккумулятора на 1000 л хватит с большим запасом, а с учетом сезонного перепада температур можно спокойно уложиться в 750 л.

Отсюда вывод: в формулу нужно подставлять среднее теплопотребление за холодный период, равное половине от максимального:

m = 50 / 1.163 х (90 — 20) = 0.61 тонны или 0.65 м³.

Примечание. Если вы посчитаете объем бочки по среднему расходу теплоты, при крепких морозах его не хватит на расчетный промежуток времени (в нашем примере – 10 часов). Зато сэкономите деньги и место в помещении топочной. Больше информации по ведению расчетов представлено в другой нашей публикации.

О конструкции емкости

Чтобы самостоятельно изготовить аккумулятор тепла, вам придется победить одного коварного врага – давление, оказываемое жидкостью на стенки сосуда. Думаете, почему заводские резервуары сделаны цилиндрическими, а дно с крышкой – полусферическими? Да потому что такая емкость способна противостоять давлению горячей воды без дополнительного усиления.

С другой стороны, мало у кого найдется техническая возможность отформовать металл на вальцах, не говоря уже о вытяжке полукруглых деталей. Предлагаем следующие способы решения вопроса:

  1. Заказать круглый внутренний бак на металлообрабатывающем предприятии, а работы по утеплению и окончательному монтажу провести самостоятельно. Это все равно обойдется дешевле, нежели купить теплоаккумулятор заводской сборки.
  2. Взять готовый цилиндрический бак и на его базе делать буферную емкость. Где брать подобные резервуары, мы подскажем в следующем разделе.
  3. Сварить прямоугольный аккумулятор тепла из листового железа и усилить его стенки.
Чертеж теплоаккумулятора прямоугольной формы объемом 500 л в разрезе

Совет. В закрытой системе отопления с твердотопливным котлом, где избыточное давление может подскочить до 3 Бар и выше, настоятельно рекомендуется применять теплоаккумулятор цилиндрической формы.

В открытой системе отопления с нулевым напором воды можно использовать прямоугольный бак. Но не забывайте о гидростатическом давлении теплоносителя на стенки, к нему прибавьте высоту столба воды от емкости до расширительного бачка, установленного в высшей точке. Вот почему следует усиливать плоские стенки самодельного теплоаккумулятора, как показано на чертеже емкости вместительностью 500 л.

Прямоугольная накопительная емкость, усиленная должным образом, может применяться и в закрытой системе отопления. Но при аварийном скачке давления от перегрева ТТ-котла резервуар даст течь с вероятностью 90%, хотя под слоем утеплителя вы можете не заметить мелкую трещину. Как выпирает не укрепленный металл сосуда при заполнении водой, смотрите на видео:

Справка. Бессмысленно наваривать прямо на стенки жесткости из уголков, швеллеров и другого металлопроката. Практика показывает, что уголки малого сечения сила давления изгибает вместе со стенкой, а большие отрывает по краям.

Делать снаружи мощный каркас – нецелесообразно, слишком большой расход материалов. Компромиссный вариант – внутренние распорки, изображенные на чертеже самодельного теплоаккумулятора.

Чертеж аккумулятора тепла на 500 л – вид сверху (поперечный разрез)

Подбор материалов для резервуара

Вы сильно облегчите себе задачу, если найдете готовый цилиндрический бак, изначально рассчитанный на давление 3–6 Бар. Какие емкости можно использовать:

  • баллоны из-под пропана разной вместительности;
  • списанные технологические резервуары, например, ресиверы от промышленных компрессоров;
  • ресиверы от железнодорожных вагонов;
  • старые железные бойлеры;
  • внутренние баки емкостей для хранения жидкого азота, выполненные из нержавейки.
Из готовых стальных сосудов сделать надежный теплоаккумулятор значительно проще

Примечание. В крайнем случае сгодится стальная труба подходящего диаметра. К ней можно приварить плоские крышки, которые придется усилить внутренними растяжками.

Для сваривания квадратного резервуара возьмите листовой металл толщиной 3 мм, больше не надо. Жесткости сделайте из круглых труб Ø15—20 мм либо профилей 20 х 20 мм. Размер штуцеров выбирайте по диаметру выходных патрубков котла, а для облицовки купите тонкую сталь (0.3—0.5 мм) с порошковой покраской.

Отдельный вопрос – чем утеплить теплоаккумулятор, сваренный своими руками. Лучший вариант – базальтовая вата в рулонах плотностью до 60 кг/м³ и толщиной 60—80 мм. Полимеры типа пенопласта или экструдированного пенополистирола применять не стоит. Причина – мыши, которые любят тепло и осенью могут запросто поселиться под обшивкой вашей накопительной емкости. В отличие от полимерных утеплителей, базальтовое волокно они не грызут.

Не стройте иллюзий по поводу экструдированного пенополистирола, грызуны его тоже едят

Теперь укажем другие варианты готовых сосудов, которые применять для аккумуляторов тепла не рекомендуется:

  1. Импровизированный бак из еврокуба. Подобные пластиковые емкости рассчитаны на максимальную температуру содержимого 70 °С, а нам нужно 90 °С.
  2. Теплоаккумулятор из железной бочки. Противопоказания – тонкий металл и плоские крышки резервуара. Чем усиливать такую бочку, проще взять хорошую стальную трубу.

Сборка прямоугольного теплоаккумулятора

Хотим предупредить сразу: если вы посредственно владеете сваркой, то изготовление бака лучше закажите на стороне по вашим чертежам. Качество и герметичность швов имеет огромное значение, при малейшей неплотности аккумулирующая емкость потечет.

Сначала бак собирается на прихватках, а потом проваривается сплошным швом

Для хорошего сварщика здесь проблем не будет, надо лишь усвоить порядок выполнения операций:

  1. Вырежьте из металла заготовки по размерам и сварите корпус без дна и крышки на прихватках. Для фиксации листов используйте струбцины и угольник.
  2. Прорежьте в боковых стенках отверстия под жесткости. Вставьте внутрь заготовленные трубы и обварите их торцы снаружи.
  3. Прихватите к баку дно с крышкой. Вырежьте в них отверстия и повторите операцию с установкой внутренних растяжек.
  4. Когда все противоположные стенки емкости надежно связаны друг с другом, начинайте сплошную проварку всех швов.
  5. Установите снизу резервуара опоры из отрезков трубы.
  6. Врежьте штуцеры, отступив от дна и крышки на менее 10 см, как показано на ниже на фото.
  7. Приварите к стенкам металлические скобки, которые послужат кронштейнами для крепления теплоизоляционного материала и обшивки.
На фото показана растяжка из широкой полосы, но лучше применить трубу

Совет по монтажу внутренних распорок. Чтобы стенки теплоаккумулятора эффективно сопротивлялись изгибанию и не оборвались по сварке, выпустите концы растяжек наружу на 50 мм. Затем дополнительно приварите к ним ребра жесткости из стального листа или полосы. О внешнем виде не волнуйтесь, торцы труб потом скроются под облицовкой.

Стальные скобки (клипсы) привариваются к корпусу для крепления утеплителя и обшивки

Несколько слов о том, как утеплить теплоаккумулятор. Сначала проверьте его на герметичность, наполнив водой либо смазав все швы керосином. Теплоизоляция выполняется достаточно просто:

  • зачистите и обезжирьте все поверхности, нанесите на них грунтовку и краску с целью защиты от коррозии;
  • оберните бак утеплителем, не сдавливая его, а после закрепите с помощью шнура;
  • нарежьте облицовочный металл, сделайте в нем отверстия под патрубки;
  • прикрутите обшивку к кронштейнам саморезами.

Листы облицовки прикручивайте так, чтобы они были связаны между собой крепежом. На этом изготовление самодельного теплоаккумулятора для открытой системы отопления закончено.

Установка и подключение резервуара к отоплению

Если объем вашего теплоаккумулятора превышает 500 л, то ставить его на бетонный пол нежелательно, лучше устроить отдельный фундамент. Для этого демонтируйте стяжку и выкопайте яму до плотного слоя грунта. Потом засыпьте ее битым камнем (бутом), уплотните и заполните жидкой глиной. Сверху залейте железобетонную плиту толщиной 150 мм в деревянной опалубке.

Схема устройства фундамента под аккумуляторный бак

Правильная работа теплового аккумулятора построена на горизонтальном движении горячего и охлажденного потока внутри резервуара, когда батарея «заряжается», и вертикальном течении воды во время «разряда». Чтобы организовать такую работу батареи, нужно выполнить следующие мероприятия:

  • контур твердотопливного или другого котла подключается к накопительному баку для воды через циркуляционный насос;
  • отопительная система снабжается теплоносителем с помощью отдельного насоса и смесительного узла с трехходовым клапаном, позволяющим отбирать из аккумулятора необходимое количество воды;
  • насос, установленный в котловом контуре, по производительности не должен уступать агрегату, подающему теплоноситель к отопительным приборам.
Схема обвязки бака – аккумулятора тепла

Стандартная схема подключения теплоаккумулятора с ТТ-котлом представлена выше на рисунке. Балансировочный вентиль на обратке служит для регулирования потока теплоносителя по температуре воды на входе и выходе емкости. Как правильно производится обвязка и настройка, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видеоматериале:

Справка. Если вы проживаете в столице РФ или Подмосковье, то по вопросу подключения любых теплоаккумуляторов можете проконсультироваться лично с Владимиром, воспользовавшись контактными данными на его официальном сайте.

Бюджетный аккумулирующий бак из баллонов

Тем домовладельцам, у кого площадь котельной сильно ограничена, мы предлагаем сделать цилиндрический теплоаккумулятор из баллонов от пропана.

Самодельный накопитель тепла в паре с ТТ-котлом

Конструкция на 100 л, разработанная другим нашим мастером — экспертом Виталием Дашко, призвана выполнять 3 функции:

  • разгружать твердотопливный котел при перегреве, воспринимая излишки теплоты;
  • нагревать воду для хозяйственных нужд;
  • обеспечивать обогрев дома в течение 1—2 часов в случае затухания ТТ-котла.

Примечание. Длительность автономной работы теплоаккумулятора невелика из-за малого объема. Зато он поместится в любое помещение топочной и сможет отводить тепло от котла после отключения электричества, поскольку присоединен напрямую, без насоса.

Так выглядит без облицовки резервуар, сделанный из баллонов

Для сборки накопительного бака вам потребуется:

  • 2 стандартных баллона из-под пропана;
  • не менее 10 м медной трубки Ø12 мм либо нержавеющей гофры такого же диаметра;
  • штуцеры и гильзы для термометров;
  • утеплитель – базальтовая вата;
  • крашеный металл для обшивки.

От баллонов нужно открутить вентили и отрезать крышки болгаркой, наполнив их водой во избежание взрыва остатков газа. Медную трубку аккуратно изгибаем в змеевик вокруг другой трубы подходящего диаметра. Дальше действуем так:

  1. Пользуясь представленным чертежом, просверлите отверстия в будущем теплоаккумуляторе под патрубки и гильзы для термометров.
  2. Закрепите сваркой внутри баллонов несколько металлических скоб для монтажа теплообменника ГВС.
  3. Поставьте баллоны один на другой и сварите между собой.
  4. Установите внутрь получившегося бака змеевик, выпустив концы трубки через отверстия. Для уплотнения этих мест используйте сальниковую набивку.
  5. Приделайте дно и крышку.
  6. В крышку врежьте штуцер для сброса воздуха, в дно – патрубок сливного крана.
  7. Приварите кронштейны для крепления обшивки. Сделайте их разной длины, чтобы готовое изделие имело прямоугольную форму. Сгибать облицовку полукругом будет неудобно, да и выйдет не эстетично.
  8. Сделайте утепление резервуара и прикрутите обшивку саморезами.
Стыковка бака с ТТ-котлом без циркуляционного насоса

Особенность конструкции данного теплоаккумулятора заключается в том, что он соединяется с твердотопливным котлом напрямую, без циркуляционного насоса. Поэтому для стыковки применяются стальные трубы Ø50 мм, проложенные с уклоном, теплоноситель циркулирует самотеком. Для подачи воды к радиаторам отопления после буферной емкости устанавливается насос + трехходовой смесительный клапан.

Заключение

На многих интернет-ресурсах встречается утверждение, что изготовить теплоаккумулятор своими руками – плевое дело. Если вы изучите наш материал, то поймете, что подобные высказывания далеки от реальности, на самом деле вопрос довольно сложный и серьезный. Нельзя просто взять бочку и приладить ее к твердотопливному котлу. Отсюда совет: хорошенько продумайте все нюансы, прежде чем приступать к работе. А без квалификации сварщика за буферную емкость не стоит и браться, лучше ее заказать в специализированной мастерской.

чертежи, схема аккумулирующей емкость для отопления

В нынешние времена удорожания всех видов энергоносителей многих домовладельцев стал серьезно волновать вопрос их экономичного использования. Один из вариантов – это включение в схему отопления большой емкости с водой – теплового аккумулятора.
Но емкости заводского изготовления отличаются немалой стоимостью. В то же время некоторые домашние мастера – умельцы разобрались, как можно сделать теплоаккумулятор своими руками, что выйдет гораздо дешевле. Об этом опыте и будет рассказано в данной статье.

Немного о назначении и конструкции

Прежде чем давать рекомендации по изготовлению этого важного узла, вкратце определимся, для чего он нужен и рассмотрим его заводскую конструкцию. Итак, аккумулирующие емкости с водой применяются в случаях периодического отопления дома, а точнее:

  • при работе электрического котла с многотарифным счетчиком, когда нагреватели могут экономно функционировать лишь в ночное время. Агрегат, работая на полную мощность, обогревает дом и накапливает тепловую энергию в баке с водой;
  • накопление теплоты необходимо и для котлов на твердом топливе, которые наоборот, останавливаются в ночное или другое время, если некому заложить в топку новую порцию дров или угля;

Агрегаты заводского изготовления представляют собой бак круглой формы, заполненный водой. В нее погружены несколько змеевиков, в них циркулирует теплоноситель котлового и других контуров отопления. Конструкция достаточно сложна в производстве и оттого недешева, в этом можно убедиться, посмотрев чертежи теплоаккумулятора.

Если попытаться взять за основу подобное устройство, чтобы самостоятельно изготовить теплоаккумулятор, то в конечном счёте он обойдется ненамного дешевле заводского. Медные или нержавеющие трубки и работа по навивке из них змеевиков, герметизация вводов и утепление отнимут у вас массу времени и денежных средств. Для домовладельцев, желающих произвести сборку и установку самодельного накопителя тепла, есть более простое решение, описанное ниже.

Расчет объема накопительного бака

Данное решение заключается в том, что теплоаккумулятор, сделанный своими руками, представляет собой обычную утепленную емкость с двумя патрубками для присоединения к системе отопления. Суть заключается в том, что котел в процессе работы частично направляет тепловой носитель в накопительный бак, когда радиаторы в этом не нуждаются. После отключения источника тепла происходит обратный процесс: работа системы отопления поддерживается водой, поступающей из аккумулятора. Для этого нужно будет правильно выполнить обвязку накопительной емкости с теплогенератором.

Первым делом надо определить объем бака для аккумуляции тепловой энергии и произвести оценку возможности его размещения в котельной. Кроме того, изготовление теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов необязательно начинать с нуля, есть различные варианты подбора готовых сосудов подходящей вместительности.

Мы предлагаем ориентировочно определить объем бака самым простым способом, основанным на законах физики. Для этого надо иметь такие исходные данные:

  • тепловая мощность, потребная на обогрев дома;
  • время, в течение которого источник тепла будет отключен и его место займет аккумулирующая емкость для отопления.

Способ расчета покажем на примере. Есть здание площадью 100 м2, где теплогенератор простаивает 5 часов в сутки. Укрупненно принимаем необходимую тепловую мощность в размере 10 кВт. Это значит, что каждый час аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт энергии, а на весь промежуток времени ее надо накопить 50 кВт. При этом вода в баке нагревается минимум до 90 ºС, а температура на подаче в системах отопления частных домов при стандартном режиме принимается равной 60 ºС. То есть, разность температур составляет 30 ºС, все эти данные мы подставляем в хорошо знакомую из курса физики формулу:

Q = cmΔt

Поскольку мы хотим узнать количество воды, что должен содержать тепловой аккумулятор, то формула принимает такой вид:

m = Q / c Δt, где:

  • Q – общий расход тепловой энергии, в примере равен 50 кВт;
  • с – удельная теплоемкость воды, составляет 4.187 кДж / кг ºС или 0.0012 кВт / кг ºС;
  • Δt– разность температур воды в баке и подающем трубопроводе, для нашего примера это 30 ºС.

m= 50 / 0.0012 х 30 = 1388 кг, что занимает ориентировочный объем 1.4 м3. Итак, тепловая батарея для твердотопливного котла емкостью 1.4 м3, наполненная водой, нагретой до 90 ºС, будет обеспечивать дом площадью 100 м2 теплоносителем с температурой 60 ºС в течении 5 часов. Потом температура воды упадет ниже 60 ºС, но еще какое-то время (3—5 часов) понадобится на полную «разрядку» аккумулятора и остывание помещений.

Важно! Для того чтобы тепловой аккумулятор, изготовленный своими руками, успевал полностью «зарядиться» во время работы котла, последний должен иметь не менее чем полуторный запас по мощности. Ведь отопителю надо одновременно обогревать дом и загружать накопительный бак горячей водой.

Рекомендации по изготовлению

Если требуется сделать аккумулирующую емкость с нуля, то лучше всего для этой цели использовать обычный листовой металл толщиной 2 мм. Варить бак можно и из нержавейки, но вовсе не обязательно, так как подобный материал обойдется очень дорого. Для удобства последующего утепления и простоты изготовления емкость лучше делать прямоугольной формы. Зная объем бака, легко рассчитать его габариты в соответствии с условиями его монтажа в котельной.

Совет. Если вы хотите обеспечить совместное функционирование накопительного сосуда и самотечной системы отопления, то нужно смастерить теплоаккумулятор открытого типа, то есть, обеспечить его сообщение с атмосферой через трубку в верхней части бака. Ставить его надо выше уровня радиаторов, для чего придется дополнительно сварить подставку из стальных труб или уголков.

В некоторых случаях нет смысла варить емкость с нуля, можно сделать водяной теплоаккумулятор из бочки. Хорошо подойдет железная бочка большой вместительности, в нее потребуется врезать два патрубка для присоединения к системе. Пластмассовые бочки применять рискованно из-за высокой температуры воды, разве что на маркировке изделия будет указана максимальная температура содержимого до 100 ºС.

Такое же предостережение мы даем тем домашним умельцам, что мастерят теплоаккумуляторы из еврокуба. Конечно, это очень удобный способ, но данная пластмассовая емкость рассчитана на максимальную температуру не более 70 ºС. Поэтому еврокуб подойдет в качестве накопительного бака, работающего с теплыми полами, где температура теплоносителя редко превышает 50 ºС, для радиаторных систем он не годится.

Чем утеплить теплоаккумулятор

Даже когда бак находится в теплом помещении, то разность температур между воздушной средой и теплоносителем слишком велика – от 50 до 70 ºС. Чтобы не терять тепло и не обогревать им топочную, надо обязательно выполнять утепление теплоаккумулятора. Проще всего это сделать с помощью пенопласта толщиной 100 мм и плотностью 25 кг/м3. Его легко клеить к металлическим стенкам и вырезать отверстия под патрубки.

Сгодится для утепления и минеральная вата той же толщины, хотя крепить ее несколько сложнее. Плотность материала – 135—145 кг/м3. Для круглых баков из бочек придется использовать рулонные утеплители типа ISOVER, тут придется изрядно повозиться с крепежом, особенно в нижней части емкости.

Ниже на видео показана установка и схема теплоаккумулятора с подключением его к котлу и отопительной системе:

Статья в тему: Как сделать отопление в частном доме – подробное руководство

Заключение

Использование накопительного бака позволяет экономить топливо при работе дровяных котлов и пользоваться выгодным ночным тарифом в случае с теплогенератором электрическим. В изготовлении бак не столь уж сложен, надо только иметь некоторые навыки.

Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками

Теплоаккумулятор содержит большой объем воды (теплоносителя), поэтому может накапливать тепловую энергиюЮ и отдавать ее, когда котел не работает. Это позволяет значительно реже подходить к твердотопливному котлу, фактически раз в двое суток в межсезонье, если котел мощный и дом утепленный, а также дает возможность использовать по максимуму на благо отопления дешевый ночной тариф электроэнергии.

Идея установить буферную емкость (теплоаккумулятор) выглядит блестящей для всех умученных дежурством у котлов, но разбивается о ценник на теплоаккумуляторы. Оказывается, что увеличить комфорт не слишком то и дешево. Но может получится сделать теплоаккумулятор своими руками? Ведь на первый взгляд ничего сложного…

 

Как можно сделать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплоаккумулятора, как правило, – бочка, круглая в сечении. Объм обычно в пределах 500 – 2000 литров. Диаметр – до метра, высота до 2,5 метров. Размещается на ножках, с множеством вваренных штуцеров. Может содержать в себе 1 или 2 или больше спиральных теплообмеников, для подсоединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды…

Емкость утеплена слоем теплоизоляции, чтобы не перегревать воздух в котельной. В фирменных теплоаккумуляторах внутри организована сложное распределение потоков… Можно взглянуть на рекламу Buderus на видео…

 

Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки

Чтобы создать правильное направление потоков, подключение к буферной емкости выполняются следующим образом.

  • Подача с котла – в верхней части.
  • Подача из емкости на радиаторы – в верхней части, на уровне подачи котла
  • Обратка с радиаторов – в нижней части.
  • Обратка на котел – в нижней части, чуть ниже обратки с радиаторов.

При этом жидкость в теплоаккумуляторе обязательно должна двигаться сверху вниз, по кольцу контура котла, а также — от котла к радиаторам.

Отследить направление движения жидкости можно по температурным датчикам — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиаторов.

Важно соблюсти принцип:  – расход теплоносителя в контуре котла должен превышать расход в радиаторах, только тогда теплоаккумулятор сможет нормально работать. Это обычно обеспечивается большим гидравлическим сопротивлением контура потребителей, при одинаковых насосах.

Радиаторы получат горячий теплоноситель сразу, как он появится внутри теплоаккумулятора, забирая его своим насосом с верхней части, что обеспечивает оперативность управления всем отоплением и реагирование на суточные перепады температур.

Важнейший вопрос при установке теплоаккумулятора – защита котла от холодной обратки, выполняется обязательно, например с помощью трехходового клапана.

 

Основы конструирования буферной емкости

Гораздо предпочтительнее использовать большую готовую бочку или трубу, тогда будет намного меньше сварных швов, чем в самодельной прямоугольной конструкции.

  • Ввариваются патрубки 3/4 дюйма для подключения контуров. Но контур твердотопливного котла, для реализации аварийного самотечного циркулирования, желательно создавать не менее 1дюйма, при этом подача от котла, где возможен перегрев, – стальная.
  • Сливной патрубок, он же и очиститель шлама – в самой нижней части.
  • В крышке рекомендуется создать патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.

Сделать буферную емкость самостоятельно может лишь квалифицированный сварщик. Пример создания теплоаккумулятора из бочек, но явных ошибок схемотехники повторять не стоит…

Одно из пропагандируемых некоторыми специалистами решений – 4 дешевые бочки 200 литров, попарно соединенные патрубками большого диаметра…

 

Какой объем буферной емкости понадобится

Ключевой вопрос – какой объем теплоаккумулятора можно считать достаточным. Обычный режим работы – разогрев до +90 градусов и остывание до +60 градусов, пока работа радиаторов будет эффективной… В разнице 30 градусов заключается та энергия, которую можно накапливать и использовать.

Несложный тепловой расчет показывает, что одной тонны воды будет достаточно для обогрева среднеутепленного дома 100 м кв в самые пиковые морозы в течении 5 часов. А при средне-сезонной температуре – сутки.

На практике, емкость 1,2 тонны в хорошо утепленном небольшом доме позволяет не подходить к котлу 30 кВт на дровах в течении 2 суток… Ставить буферную емкость менее 0.8 тонны особого смысла нет…

 

Вопрос утепления

Не нужно спешить накладывать утеплитель до завершения полных испытаний с нагревом и под давлением. При нагреве свыше 60 градусов полистиролы начинают усиленно разлагаться, выделяя яд. Для буферной емкости лучше использовать неплотную минеральную вату толщиной 5 см, ее изоляцию от жилого пространства сделать фольгированным вспененным полиэтиленом проклеенным скотчем.

 

Буферная емкость из еврокуба

Недорого можно приобрести б/у полиэтиленовые емкости на тонну воды, находящиеся в металлической решетке. Их допустимый предел нагревания — +70 градусов, — выше начинает проявляться текучесть материала. Но среди достоинств  – предельная дешевизна изготовления, можно все сделать своими руками без привлечения сварщика… Что из этого получается, смотрите видео.

Буферная емкость. Конструкция и принцип работы.

Аккумулятор тепла – герметичный бак 200 - 10000, назначением которого является накопление и расход тепла по мере необходимости. Технически наиболее функциональный вид емкости – цилиндр. Прямоугольный или плоский тип емкости – это скорее вынужденная ситуация установки бака в конкретную котельную. Теплоносителем может быть и вода, и антифриз.

Подключение:

  • Патрубки подключения к системе отопления (верхний – для горячей воды и нижний – для холодной). Теплоаккумулятор может быть рассчитан и под несколько источников тепла.
  • Внизу бака – технический слив воды.
  • Патрубки для подключения ГВС (при комплектации резервуаром или змеевиком).
  • Выход под предохранительный клапан.
  • Выход по ТЭН.
  • Подключение под два температурных датчика (верх и низ).

Теплоаккумулятор имеет подключение к котлу – малый круг, и отопительной системе – большой круг.

  • Малый круг. Принцип работы аккумулирующей емкости основан на отборе из нижней части бака остывшей воды в котел и подачи горячей воды в верх емкости, при этом не происходит интенсивного смешивания воды, так как удельный вес горячей воды меньше холодной. Циркуляционный насос отбирает остывшую часть теплоносителя, пока бак не заполнится горячей водой. Для осуществления контроля поступления и температуры теплоносителя используется смесительный узел.
  • Большой круг заключается в подаче теплоносителя к радиаторам. Циркуляционный насос, расположенный на обратной линии, подает остывший теплоноситель из системы отопления, вытесняя горячую воду. Данный контур работает пока в помещении не наберется конкретная заданная температура (температуру регулирует комнатный термостат).

Комплектация теплоаккумуляторов.

Для повышения эффективности работы емкости рекомендуется утепление (40 – 100 мм).

Аккумулирующая емкость может быть укомплектована:

  1. Встроенный электронагреватель (фланцевый ТЭН).
  2. Змеевики из черной или нержавеющей стали, из меди. Назначением встроенных теплообменников является:
    • Приготовление ГВС.
    • Подключение дополнительного источника тепла.
    • Подключение теплых полов.
    • Подключение гелиосистем.
  3. Резервуар для подготовки ГВС 100 – 200 литров.

Подключение теплоаккумулятора.

Одна из самых простых схем подключения рассчитана для работы в системе с естественной циркуляцией. Система будет работать при выключении электроэнергии. Цепь включает в себя: насос, трехходовой и обратный клапан. Нагретый теплоноситель от котла поступает к радиаторам через трехходовой клапан до тех пор, пока температура подачи не наберет 60 ⁰С. Затем, клапан начинает добавлять холодный теплоноситель из нижней части бака, при этом не понижая температуру 60 ⁰С. Остальной нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок бака. При полном сгорании топлива температура в линии подачи начнет падать. При достижении определенного уровня, термостат начнет перекрывать подачу от котла и приоткрывать поток теплоносителя из емкости. Затем бак постепенно будет заполнятся холодным теплоносителем – конец цикла.

Вторая наиболее распространенная схема – работа с принудительной циркуляцией теплоносителя – включает следующие элементы: насос, термостатический и обратный клапан, запорно-регулировочную арматуру и температурные датчики. Данная схема может иметь множество ветвей подключения (радиаторы, теплый пол и др.), но при этом на каждое направление должен быть установлен циркуляционный насос. Буферная емкость в этой схеме выполняет функцию гидравлического распределителя. Теплоноситель поступает сначала в бак (не в систему отопления).

Магазин теплоаккумуляторов находится в Киеве (адрес смотрите контактную информацию). В магазине можно получить и полную консультацию и выгодное ценовое предложение, а также монтаж.

Теплоаккумулятор своими руками - описание и изготовление!

Самостоятельное изготовление теплоаккумулятора под силу каждому человеку, имеющему навыки работы с элементарными слесарными и хозяйственными инструментами. Для сборки такого агрегата не придется покупать какие-либо дорогостоящие детали и материалы. Комплектующие для самой простой модели можно найти в гараже либо кладовой любого запасливого и хозяйственного человека.

Теплоаккумулятор

После изучения следующего руководства вы сможете самостоятельно изготовить теплоаккумулятор и подключить его к отопительной системе.

Устройство и особенности работы теплоаккумулятора

По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.

Схема подключения

Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:

  • в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;
  • верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;
  • циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.

Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом.

Цены на теплоаккумуляторы для систем отопления

Теплоаккумуляторы для систем отопления

Ключевые функции теплонакопителей

Принцип работы теплоаккумулятора

Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

  • обеспечение пользователя горячей водой;
  • нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
  • повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
  • возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
  • накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т.д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

  • ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
  • более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.
Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бакаСхема установки

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.

Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:

  • бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
  • материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
  • клейкая лента;
  • медные трубки для изготовления змеевика;
  • бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.

Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.

Первый шаг

Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очищаем ее от различных загрязнений и зачищаем следы коррозии.

Теплоаккумулятор, общий видТеплоаккумулятор, патрубки. 1 — система отопления. 2 — верхний змеевик. 3 — нижний змеевик. 4 — охлаждение ТА. 5 — группа безопасности. 6 — магниевый анодТеплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 — термометры Wats. 2 — твердотопливный котел. 3 — термодатчики для контроллера солнечных систем
Второй шаг

Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.

Третий шаг

Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.

Четвертый шаг

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.

ТеплоаккумуляторЗмеевик — теплообменникТрубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезовПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаПодключение теплообменникаУтепление теплоаккумулятора
Пятый шаг

Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Шестой шаг

Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.

Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.

Важно! Бочку можно ставить только на плиту из бетона. Покупаем готовое изделие либо отливаем основание самостоятельно.

По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.

Использование теплоаккумулятора в разных системах обогрева

Схема ГВС

Теплоаккумуляторы эффективно показывают себя при использовании в самых разнообразных системах обогрева. При этом в каждом случае подобный накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.

Чаще всего тепловыми аккумуляторами комплектуются системы твердотопливного обогрева. Установка будет способствовать более экономичному расходу топлива и эффективному обогреву, а также предотвратит преждевременный износ отопительных радиаторов.

Не лишним будет тепловой аккумулятор и в системе электрического отопления, в особенности в регионах с двойным тарифом за электричество. Ночью, когда электроэнергия продается потребителю по более доступной стоимости, аккумулятор будет накапливать тепло. Днем же можно будет на некоторое время выключить котел и топить силами теплоаккумулятора.

Используются накопители и в многоконтурных отопительных системах. Благодаря ним обеспечивается распределение теплоносителя между контурами. Монтаж патрубков может быть выполнен на разной высоте, что позволит получать воду, нагретую до разной температуры.

Несколько слов о модернизации

Схема подключения

При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.

  1. Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
  2. Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
  3. Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
  4. Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
  5. Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.
Солнечный коллекторАбсорбер частично выгнут буквой UПрактически замкнут в кольцоОбщий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора

Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.

Удачной работы!

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

 

Теплоаккумулятор Jaspi (л)Время нагрева (час.) при мощности        
20 кВт25 кВт30 кВт35 кВт40 кВт45 кВт50 кВт55 кВт60 кВт
500
10002,3
12002,82,2
15003,52,82,3
18003,42,82,42,1
20003,12,72,32,1
24003,22,82,52,22,0
30003,53,12,82,52,3
35003,33,02,7
40003,43,1
45003,5

Отопительное оборудование по европейским стандартам

Баки электронагрева ГВС

В нашем ассортименте есть несколько типов подобных баков.

AT ELEKTRO – это бак выполненный из углеродистой стали без внутреннего покрытия, предназначен только для систем отопления. Бак предназначен для нагрева и хранения технической воды от электро ТЭНов (2 отверстия по 2" максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт. Опционально можно до 8*15кВт). Так же можно нагревать бак через внешний пластинчатый теплообменник. В комплект входит съемная не горючая (класс B-s2d0) теплоизоляция толщиной 65-70 мм, усиленная упаковка на поддоне из дерева с обрешёткой!! С возможностью горизонтальной перевозки в несколько ярусов. Опционально можно заказать ревизионный фланец, рабочее давление до 10 Бар (стандартно 6 Бар) и теплоизоляцию А,В,С класса по ErP!!

AT ELEKTRO MONO – этот бак выполненный из углеродистой стали с теплообменником из нержавеющей стали AISI 304. Этот бак предназначен так же для систем отопления, но его змеевик можно использовать так же и для приготовления ГВС в проточном режиме. Либо для подключения дополнительного источника/потребителя. Бак предназначен для нагрева от электро ТЭНов (2 отверстия по 2" максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт, опционально можно до 8*15кВт) либо от дополнительного источника через встроенный ТО бака. В комплект входит съемная не горючая (класс B-s2d0) теплоизоляция толщиной 65-70 мм, усиленная упаковка на поддоне из дерева с обрешёткой!! С возможностью горизонтальной перевозки в несколько ярусов. Опционально можно заказать ревизионный фланец, рабочее давление до 10 Бар (стандартно 6 Бар) и теплоизоляцию А,В,С класса по ErP!!

AT ELEKTRO Эмалированный – этот бак выполнен из углеродистой стали, и с внутренней стороны покрыт высококачественной стеклокерамической эмалью немецкого производства. Бак предназначен для приготовления горячего водоснабжения. Внутри бака установлен защитный магниевый анод, бак имеет ревизионный фланец в верхней торосфере и несколько отверстий для установки ТЭНов, патрубки подпитки, рециркуляции и разбора ГВС.

AT ELEKTRO MONO Эмалированный - этот бак выполнен из углеродистой стали, и с внутренней стороны покрыт высококачественной стеклокерамической эмалью немецкого производства. Бак предназначен для приготовления горячего водоснабжения. Внутри бака установлен спиральный теплообменник для подключения дополнительного источника/потребителя тепла, а так же защитный магниевый анод, бак имеет ревизионный фланец в верхней торосфере и несколько отверстий для установки ТЭНов, патрубки подпитки, рециркуляции и разбора ГВС. Бак предназначен для нагрева и хранения ГВС от электро ТЭНов (2 отверстия по 2" максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт, опционально можно до 8*15кВт) либо от дополнительного источника через встроенный ТО бака. В комплект входит съемная не горючая (класс B-s2d0) теплоизоляция толщиной 65-70 мм, защитный магниевый анод (опционально титановый не обслуживаемый) , усиленная упаковка на поддоне из дерева с обрешёткой!! С возможностью горизонтальной перевозки в несколько ярусов. Опционально можно заказать ревизионный фланец, рабочее давление до 10 Бар (стандартно 6 Бар) и теплоизоляцию А,В,С класса по ErP!!

SS, SS ELEKTRO – этот бак выполнен из нержавеющей стали AISI 304 и предназначен для нагрева и хранения ГВС от электро ТЭНов (2 отверстия по 2" максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт. Опционально можно до 8*15кВт). Так же можно нагревать бак через внешний пластинчатый теплообменник. В комплект входит съемная не горючая (класс B-s2d0) теплоизоляция толщиной 65-70 мм, защитный магниевый анод (опционально титановый не обслуживаемый) , усиленная упаковка на поддоне из дерева с обрешёткой!! С возможностью горизонтальной перевозки в несколько ярусов. Опционально можно заказать ревизионный фланец, рабочее давление до 10 Бар (стандартно 6 Бар) и теплоизоляцию А,В,С класса по ErP!!

SS ELEKTRO MONO - этот бак выполнен из нержавеющей стали AISI 304 и теплообменник бака так же выполнен из стали AISI 304. Бак предназначен для нагрева и хранения ГВС от электро ТЭНов (2 отверстия по 2" максимальная мощность ТЭНов 2*15 кВт, опционально можно до 8*15кВт) либо от дополнительного источника через встроенный ТО бака. В комплект входит съемная не горючая (класс B-s2d0) теплоизоляция толщиной 65-70 мм, защитный магниевый анод (опционально титановый не обслуживаемый), усиленная упаковка на поддоне из дерева с обрешёткой!! С возможностью горизонтальной перевозки в несколько ярусов. Опционально можно заказать ревизионный фланец, рабочее давление до 10 Бар (стандартно 6 Бар) и теплоизоляцию А,В,С класса по ErP!!

Заказать Подробнее

Теплоаккумулятор для котлов обвязка, схема отопления, для электрических котлов

У всех отопительных котлов кроме плюсов есть минусы. У твердотопливного это необходимость регулярной (чаще или реже, в зависимости от конструкции агрегата) добавки порции топлива в камеру сгорания – иначе теплоноситель в системе начнет остывать.

У электрокотла другой недостаток: дорогая энергия. Лучше использовать ее в ночное время, при двух- или трехтарифной системе оплаты (сколько потребляет электрический котел отопления в месяц). Но отопление необходимо круглые сутки, а ГВС, как правило, именно в пиковые часы, утро-вечер.

Практически во всех случаях решить проблему можно, используя теплоаккумулятор для котлов отопления.

Содержание статьи

Конструкция и принцип работы

Теплоаккумулятор для электрических котлов отопления (а также твердотопливных агрегатов, солнечных станций и др.) – по сути, дополнительный бойлер большого объема. Базовая конструкция: теплоизолированный высокий бак встроен в систему между котлом и контуром.

По верхней трубе в бак поступает горячая вода, с противоположной стороны через соответствующий патрубок и подающую трубу она движется к нагревательным приборам.

По нижней – обратной – трубе охлажденный теплоноситель через бак возвращается в котел. На отрезке обратки между баком и котлом установлен циркуляционный насос.

За счет конвекции верхний теплоноситель всегда горячий, а прохладный – снизу. Аккумулятор считается заряженным, когда вода во всех слоях одинаково горячая. За счет большого объема нагретой жидкости в баке теплоноситель в контуре охлаждается медленно.

Если источник энергии – твердотопливный котел, нагрев возобновляется после восполнения в топке запаса дров (угля, пеллет и т.д.). Если котел электрический, когда температура падает ниже нормы, автоматика подключает агрегат к сети.

Отводящих патрубков у бака, как правило, несколько штук. На разной высоте температуры различны, это позволяет обеспечивать из одного бака контуры, требующие разных температурных режимов.

Например, наверху подсоединена труба, поставляющая теплоноситель в радиаторы, а ниже – для теплого пола.

Разновидности

Вышеописанный вариант применяется, если в системе только один контур, или во всех контурах одинаковый теплоноситель, а температура и давление оптимальны для всех элементов.

Кроме этой конструкции есть и другие:

  1. В нижней части бака присутствует внутренний теплообменник, один или больше, выполненный в виде спиральной трубы из нержавейки. Этот вариант применяется, когда для разных контуров нужен разный теплоноситель или давление-температура в котле превышают допустимые в контурах и самом аккумуляторе. А также если есть дополнительные источники тепла (тепловой насос, солнечный коллектор и др.). В таком баке предусмотрено конвективное перемешивание жидкости.
  2. Теплоаккумулятор оснащен дополнительно проточным контуром ГВС. Основная часть теплообменника располагается наверху, подающая труба к точке водоразбора подключена внизу. Схема оптимальна, если эксплуатация ГВС равномерная, пиковых нагрузок не бывает.
  3. Еще один теплоаккумулятор для котлов отопления и ГВС: внутри бака есть встроенный бойлер косвенного нагрева. Подходит для домов, в которых регулярно возникают пиковые нагрузки потребления.

Кроме этого в конструкции могут присутствовать собственные ТЭНы.

Основные схемы обвязки

В обвязке твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором выглядит так: котел, буферная емкость и два насоса на обратке, с обеих сторон от бака.

Поскольку охлажденный теплоноситель не должен подниматься вверх, между баком и котлом нужен более мощный насос. Недостаток этой схемы – медленный разогрев воды в контуре.

Более эффективная схема отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором включает в себя т.н. кольцо прогрева в котле.

Встроенный терморегулятор ограничивает доступ холодной воды в теплообменник котла, пока агрегат не прогреет ту, которая уже есть (что такое терморегулятор для котла отопления). Эту схему можно использовать в т.ч. при выключенном насосе и в системе с естественной циркуляцией.

Как посчитать объем

Расчет необходимой емкости можно выполнить двумя способами:

  • умножить мощность котла на 25;
  • умножить отапливаемую площадь на 4.

Если у нас есть дом 100 квадратов, по второй формуле нам потребуется теплоаккумулятор для котлов отопления 400 литров. Мощность котла подбирается из расчета минимум один киловатт на десять метров (умножить на поправочный коэффициент, плюс запас).

На наш дом потребуется ориентировочно 15 кВт. Один киловатт прогревает 25 литров, т.е. по первой формуле получится 375 литров. Почти то же самое.

Как изготовить своими руками

Теплоаккумулятор для котлов отопления российского производства на 400 литров сегодня стоит от 40 тысяч, импорт еще дороже. Возникает резонный вопрос: сложно ли изготовить такую конструкцию самостоятельно?

Чтобы сделать теплоаккумулятор самой простой конструкции, достаточно иметь сварочный аппарат и навыки сварки. Если не планируется использовать для этой цели уже готовый бак, можно сварить его из двухмиллиметровой листовой стали (лучше из нержавейки).

В продаже есть в основном круглые баки, но самостоятельно проще изготовить прямоугольную емкость.

Если у вас есть металлическая бочка нужного объема, работы меньше: достаточно приварить к стенкам необходимое количество патрубков.

Утеплить емкость снаружи лучше листовой минеральной ватой: пенопласт огнеопасен и при нагреве выделяет токсичные летучие вещества.

Возможно Вас интересует:

Газовые котлы.
Что такое электрические котлы отопления энергосберегающие.

Видео об теплоаккумуляторе для котлов отопления.


(PDF) Проект солнечной системы хранения тепловой энергии

"Cárdenas Bruno, León Noel" / Energy Procedure 00 (2013) 000–000

Следующие этапы эксперимента будут заключаться в повторном нагреве до максимальной рабочей температуры

и после его достижения прототипу дадут возможность остыть в ночное время и снова нагреть

на следующий день, чтобы смоделировать работу реальной системы. Результаты будут сравниваться с данными моделирования

, которые в настоящее время готовятся.После того, как линза и соединение Стирлинга будут готовы, интегрированная система

будет протестирована аналогичным образом.

6. Выводы

Накопление тепловой энергии является многообещающей технологией для решения серьезных проблем спроса на энергию в будущем

, потому что, как продемонстрировали солнечные тепловые станции, легче и дешевле хранить тепло в тепловых установках

. хранение для ее последующего преобразования в электроэнергию, чем для производства электроэнергии и хранения ее в обычных электрических батареях

, следовательно, TES значительно увеличивает эффективность солнечных тепловых систем

, обеспечивая непрерывную работу.

Первый прототип солнечного накопителя тепловой энергии с емкостью накопителя энергии 114 кВтч

был разработан для использования с двигателем Стирлинга в бытовой системе CCHP для 24/7 поколения

. В устройстве используется расплав натронно-известково-известкового стекла в качестве носителя информации и ряд компонентов из графита

для улучшения теплопередачи и производительности.

Проведенные эксперименты все еще неубедительны, но помогли доказать некоторые конструктивные решения, использованные на прототипе

, внутренний теплопроводник действительно способен поддерживать очень низкую температуру

разница между ПКМ на верхней части контейнера и ПКМ В нижней.Измерения также

показывают, что нагрев различных компонентов происходил по схожей схеме, что означает справедливое распределение теплового потока

.

Конструкция накопителя тепловой энергии может быть разделена на 2 части: первая - это исследовательская часть материалов

, относящаяся к выбору носителей, а вторая часть - это дизайн компонентов теплопередачи

и конструкция, содержащая PCM.

Для выбора подходящего носителя информации необходимо оценить несколько свойств материала

: температура плавления, которая должна находиться в диапазоне требуемых температур применения, высокая скрытая теплота плавления

, хорошая теплопроводность, температуропроводность. и общая теплоемкость, помимо

других факторов, таких как химическая стабильность, негорючесть, стоимость и коммерческая доступность.

Важно включить некоторые усилители тепловых характеристик, такие как металлические ребра или удлиненные поверхности

, частицы с высокой проводимостью, диспергированные на PCM, или проводящие структуры, чтобы обеспечить хороший перенос тепла внутри устройства и облегчить извлечение энергии. Конструкция контейнера также требует особого внимания

с точки зрения огнеупорных и керамических материалов и конструкции формы, поскольку термические напряжения, которым он будет подвергаться

из-за циклической зарядки и разрядки, не являются незначительными, а разрушение может привести к утечке PCM

при очень высоких температурах.Устройство должно иметь изоляционное решение, которое сводит к минимуму потери энергии в окружающую среду

и обеспечивает температуру поверхности, не представляющую риска для пользователя.

Ссылки

[1] США, Министерство энергетики. Энергетика, Информационное управление. «Международный энергетический прогноз 2010». pp. 77,

Washington, Julio 2010.

[2] México. Secretaría de Energía. Dirección General de Planeación Energética. «Prospectiva del Sector Eléctrico 2009-2024».

pp. 115–120, México, D.F. 2009.

[3] México. Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía. «Estadísticas e Indicadores de Energía como Herramienta

para el Desarrollo de Políticas Publicas» в Seminario Internacional de Políticas Públicas y Mecanismos para el Fomento de la

Eficiencia Energética en Latinoamérica. стр. 12, México, D.F. 2008.

[4] México, Secretaria de Energía. Subsecretaria de Electricidad. «Precios Medios de Energía Eléctrica 1999–2009» [en línea:

http: // sener.gob.mx/portal/Default.aspx?id=1430] Consultado: 22 de Marzo de 2011.

[5] Международное энергетическое агентство. «Энергетические балансы стран ОЭСР и стран, не входящих в ОЭСР, 2009 г.»

Усовершенствованная конструкция ямочного накопителя тепла размером в гигабайт

Рентабельная, проверенная временем концепция сезонного ямочного накопления тепла в Дании должна быть изменена для ее реализации по всей Европе, поскольку температура централизованного теплоснабжения выше, а грунтовые воды могут находиться всего в 5-15 метрах от поверхности. Поэтому участники исследовательской платформы Task 55 (На пути к интеграции больших солнечных систем в сети централизованного теплоснабжения и охлаждения) создали альтернативные конструкции и протестировали улучшенные футеровки для использования в ямных хранилищах тепла объемом от 100 000 до 2 миллионов м. 3 .Кроме того, они подсчитали, сколько денег можно сэкономить благодаря этим изменениям. Выводы исследователя вскоре будут опубликованы в отчете и информационном бюллетене под названием Solar DH - сетевая гидравлика и точки снабжения. Оба будут доступны для загрузки с веб-сайта IEA SHC Task 55: https://task55.iea-shc.org. На фотографии показана система аккумулирования тепла в яме, сооружаемая в Тибете, Китай, с водонепроницаемым покрытием, закрывающим дно.

Фото: Arcon-Sunmark Large-Scale Solar Systems Integration

«Благодаря тесному сотрудничеству между промышленностью и исследовательскими институтами технология, лежащая в основе лайнеров, поднялась на новый уровень», - сказал Вим ван Хельден из австрийского исследовательского института AEE INTEC.Он возглавляет проект giga_TES, который должен внести свой вклад в запланированные публикации Задачи 55. Название проекта сокращенно от накопления тепловой энергии (TES) с огромными объемами до 2 миллионов м 3 3 - размер стадиона Эрнст Хаппель в столице Австрии Вене.


Вкладыш - это прочная полимерная пленка толщиной от 2 до 3 мм, изолирующая объем ямы для хранения от окружающей почвы. В системах хранения в Дании используются лайнеры из полиэтилена, так как температура воды в ямах не превышает 85 ° C в течение всего года.

«Гигантские системы хранения, которые планируется построить в австрийских городах Вена и Зальцбург, требуют постоянной температуры 95 ° C наверху, поэтому расчетный срок службы полиэтиленовых лайнеров составляет 10 лет», - сказал ван Helden. В результате австрийский университет Иоганна Кеплера (JKU) и Agru Kunststofftechnik разработали новое поколение футеровок на основе полипропилена (PP) и стабилизаторов. Испытания на ускоренное старение, проведенные JKU в Линце, показали, что эти полипропиленовые футеровки прослужат значительно дольше, то есть до 30 лет, при температуре 95 ° C.

Оптимизированные конструкции с насыпью и вертикальными стенами

Датские ямные системы хранения тепловой энергии имеют насыпи по краям, чтобы вываливать почву из ямы и удерживать бассейн над грунтовыми водами. Окружающие стены расположены под углом, чтобы предотвратить соскальзывание грунта вниз, а плавучая изоляция закрывает бассейн (см. Рис. 1).

Рисунок 1: Типовая датская конструкция PTES

Диаграмма: AEE INTEC


«Если вы хотите использовать датский карьерный склад в Австрии, вы столкнетесь с рядом проблем», - сказал ван Хелден.«Ямы размером с гигабайты обычно располагаются рядом с густонаселенными городами, где пространство дорогое, а грунтовые воды едва находятся ниже поверхности». Таким образом, команда giga_TES разработала хранилище цилиндрической формы с вертикальными стенками, площадь которого меньше (см. Рис. 2), чем у его датского аналога. Это также снижает затраты, поскольку покрытие является самым дорогим элементом накопления тепловой энергии в карьерах, на него приходится две трети общих инвестиций, как показывают технико-экономические исследования Университета Инсбрука (UIBK), Австрия (см. Рис. .3).

Дизайн giga_TES добавляет ряд функций к базовой датской концепции:

  • Г-образные бетонные элементы удерживают насыпь на месте, ведущую к вертикальной стене.
  • Стенки мембраны, составляющие вертикальную часть цилиндра, стабилизированы анкерами.
  • Заглубленные в землю стены вокруг котлована предотвращают контакт с грунтовыми водами и сохраняют стены сухими.
  • Доступная плавающая крышка.

Рис. 2: Ямный накопитель тепла Giga_TES подходит для участков, где грунтовые воды находятся чуть ниже поверхности. Источник: ste.п ZT

Сравнение стоимости различных конструкций ямных аккумуляторов

Кроме того, исследователи хотели узнать, как более строгие требования к проекту giga_TES влияют на затраты (см. Рис. 3). Согласно расчетам UIBK, датское карьерное хранилище тепловой энергии может быть построено с удельными затратами от 20 евро / м 3 до 40 евро / м 3 , диапазон подтвержден датской консультационной фирмой PlanEnergi оценкой существующих резервуаров шахтного типа. Например, с 2014 по 2015 год в Военсе была построена ямная система хранения тепла объемом 210 000 м³ за 24 евро / м³.

Используя ту же методологию, УИБК подсчитал, что проекты хранилищ giga_TES будут в три раза дороже и варьируются от 60 евро / м 3 до 120 евро / м 3 . В партнерстве с австрийской строительной фирмой PORR университет продолжает совершенствовать строительные материалы, методы и конструкции, чтобы еще больше сократить расходы. И все же его исследовательская группа также подчеркнула, что такого рода огромные инфраструктурные проекты будут осуществимы только в том случае, если они будут поддерживаться стабильной политической структурой.

Рисунок 3: Сравнение стоимости датского проекта карьера и накопителя тепла giga_TES Источник: Университет Инсбрука

Организаций, упомянутых в этой статье:

ARANER TES App для проектирования аккумуляторов тепловой энергии

Резервуары для аккумулирования тепловой энергии (TES) - это хорошо зарекомендовавшая себя и эффективная технология, которая позволяет хранить охлажденную воду, произведенную в периоды непиковой нагрузки, для ее использования в дневные часы пик.Бак TES снижает эксплуатационные расходы и требуемую мощность охлаждающих установок, повышая эффективность и снижая капитальные затраты, среди других преимуществ.

АРАНЕР, Эксперты по хранению тепловой энергии

В качестве ссылки на рынке охлаждающей энергии, ARANER реализовал электростанцию ​​с самой большой в мире системой хранения тепловой энергии (710 000 TR · ч) в Саудовской Аравии (Эр-Рияд), а также мы спроектировали и внедрили крупнейшую в мире систему хранения тепловой энергии. Накопитель энергии со стратифицированной водой для системы централизованного охлаждения (80 000 м 3 ) в Иордании.

Рисунок 1: Главный экран приложения ARANER TES

В ARANER мы постоянно вводим новшества и ищем решения, которые помогут вам достичь ожидаемых результатов в области энергоэффективности охлаждения. После многих лет сопровождения каждого из наших партнеров в поисках наиболее совершенного и инновационного решения мы разработали программное обеспечение с интеллектуальным техническим алгоритмом для наших самых требовательных клиентов. Нашим отделом исследований и разработок совместно с отделом TES был разработан инструмент, который является важной вехой на рынке TES. Это инструмент, предназначенный для самых преданных своему делу специалистов. Самодостаточный способ работать и узнавать больше о каждом проекте. И мы хотели пойти еще дальше, чтобы всегда быть доступными каждому из наших партнеров, когда нужен специалист. Основываясь на нашем обширном опыте, ARANER желает поделиться своими знаниями с нашими клиентами посредством запуска приложения ARANER TES.

О приложении ARANER Thermal Energy Storage

Приложение ARANER TES представляет собой инновационный и простой в использовании инструмент, с помощью которого можно приступить к проектированию собственного стратифицированного резервуара для хранения тепловой энергии.Пользователь сможет выбрать размер резервуара TES либо исходя из необходимого количества тепловой энергии, которое должно храниться в резервуаре TES, либо исходя из конкретных размеров резервуара. Приложение ARANER TES APP преследует уникальную цель: способствовать успеху клиентов.

Рисунок 2: Реальный проект TES, рассчитанный с помощью ARANER TES APP

Наше техническое приложение также позволяет пользователю выбирать между стальными или бетонными резервуарами. Пользователь также сможет выбрать тип диффузоров: диффузоры радиального типа, диффузоры щелевого типа или получить консультацию, если система еще не полностью определена.Основой детального проектирования диффузоров для термического расслоения является тот факт, что у каждого клиента TES есть уникальные потребности. Чтобы получить точные требования к охлаждению, спроектированная геометрия диффузора должна соответствовать реальным условиям. А что вы получите ?. Приложение ARANER TES автоматически генерирует выбор системы TES и предоставляет пользователю цену за весь резервуар TES, включая диффузоры и измерительные системы. Приложение сгенерирует загружаемый PDF-файл со всеми требованиями, который всегда будет доступен для вас, чтобы проверить его и поделиться с остальной частью вашей команды в любое время.Вы также можете легко спросить одного из наших технических специалистов и запросить официальное индивидуальное предложение для выбранного вами продукта. Кроме того, приложение ARANER TES позволит вам:

  • Ведите подробный учет всех ваших проектов TES
  • Будьте в курсе последних новостей рынка TES
  • Узнайте об основных характеристиках стратифицированных танков TES
  • Оставайтесь на связи с нашей международной командой экспертов

Загрузите приложение ARANER TES бесплатно из Google Play и Apple App Store и начните проектировать свой собственный танк TES! Следите за обновлениями!

Проектирование композитов соляно-металлорганического каркаса для сезонного накопления тепла

Пористые материалы признаны очень многообещающими материалами для хранения и преобразования энергии на основе водосорбции.В данном исследовании представлена ​​первая попытка использования металлоорганических каркасов (MOF) в качестве матриц-хозяев солей для приготовления композитных сорбентов для сезонного хранения тепла. Мы рассмотрели шесть водостойких MOF (, т.е. MIL-127 (Fe), MIL-100 (Fe), MIL-101 (Cr), UiO-66 (Zr) –NH 2 , MIL-125 ( Ti) –NH 2 и MIL-160 (Al)), различающиеся своей кристаллической структурой, гидрофильно-гидрофобным балансом, размером / формой пор и объемом пор. Успешная инкапсуляция CaCl 2 в порах MOF приводит к двум сериям композитов MOF – CaCl 2 , содержание соли которых можно точно регулировать в зависимости от объема пор MOF и условий синтеза.Эти материалы были полностью охарактеризованы путем сочетания нескольких методов (, т.е. порошковой рентгеновской дифракции, термогравиметрического анализа, сканирующей электронной микроскопии, элементного картирования рентгеновской энергодисперсионной спектрометрии, N 2, сорбция и элементный анализ). Водосорбционные свойства этих композитов были изучены в условиях системы аккумулирования солнечного тепла (, то есть адсорбция при 30 ° C, десорбция при 80 ° C, обе стадии при давлении водяного пара 12.5 мбар) по сравнению с исходными MOF. Мы анализируем, как физико-химические и структурные свойства этих матриц-хозяев влияют на плотность энергии композитных сорбентов. Мы показываем, что два мезопористых MOFs – CaCl 2 композитов (, т.е. MIL-100 (Fe) / CaCl 2 и MIL-101 (Cr) / CaCl 2 ) с самым высоким содержанием соли. загрузка (46 и 62 мас.% соответственно) демонстрирует очень высокую емкость накопления энергии (до 310 кВт · ч −3 (485 Вт · ч кг −1 )), превосходящую по характеристикам лучшие композиты или физические сорбенты, о которых сообщалось до сих пор. вместе с очень небольшими потерями при адсорбционно-десорбционном цикле и высокой химической стабильностью при старении (до 18 месяцев).

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Недорогая сезонная солнечная система аккумулирования тепла почвы для обогрева теплиц: проект и пилотное исследование

Автор

Включено в список:
  • Чжан, Лян
  • Сюй, Пэн
  • Мао, Цзячэнь
  • Тан, Сюй
  • Ли, Чжэнвэй
  • Ши, Цзяньго

Abstract

Была изобретена и исследована недорогая система сезонного солнечного накопления тепла в почве (SSSHS), используемая для отопления теплиц.Благодаря технологии аккумулирования тепла в почве солнечная энергия, хранящаяся в почве под теплицей, может быть использована для снижения энергопотребления в условиях сильного холода и продолжительной пасмурной погоды зимой. В отличие от обычных подземных тепловых систем, в этой системе не требуются тепловые насосы, поэтому стоимость значительно снижается. После испытаний система доказала, что сезонное накопление тепловой энергии (STES) возможно и может частично решить проблему спроса на солнечное тепло и дисбаланса поставок между летом и зимой.TRNSYS используется для моделирования процесса и эффекта сбора солнечной энергии и накопления тепла в почве, а модель калибруется по эксплуатационным данным за полный сезон. Энергопотребление системы SSSHS и обычной солнечной системы отопления сравнивалось при одинаковых условиях: когда температура воздуха внутри теплицы поддерживается выше 12 ° C в течение года, экономия энергии в Шанхае составила 27,8 кВтч / (м2 типичной теплицы). площадь⋅год). В конце в документе обсуждается оптимизация системы, включая оптимизированную площадь солнечного коллектора и глубину заглубленных U-образных труб, а также результаты пилотных испытаний.

Предлагаемое цитирование

  • Чжан, Лян и Сюй, Пэн и Мао, Цзячен и Тан, Сюй и Ли, Чжэнвэй и Ши, Цзяньго, 2015. « Недорогая сезонная солнечная система аккумулирования тепла почвы для отопления теплиц: проект и пилотное исследование », Прикладная энергия, Elsevier, т. 156 (C), страницы 213-222.
  • Обозначение: RePEc: eee: appene: v: 156: y: 2015: i: c: p: 213-222
    DOI: 10.1016 / j.apenergy.2015.07.036

    Скачать полный текст от издателя

    Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать его другую версию.

    Ссылки на IDEAS

    1. Xu, J. & Li, Y. & Wang, R.Z. И Лю В., 2014. « Исследование производительности солнечной системы отопления с подземным сезонным накопителем энергии для тепличного применения », Энергия, Elsevier, т. 67 (C), страницы 63-73.
    2. Lundh, M. & Dalenbäck, J.-O., 2008. « Шведский жилой район с солнечным отоплением и сезонным хранением в скале: первоначальная оценка ,» Возобновляемая энергия, Elsevier, vol.33 (4), страницы 703-711.
    3. Буадила, Салва и Лазар, Марием и Скури, Сафа и Кооли, Сами и Фархат, Абдельхамид, 2014 г. « Оценка климата теплицы с новым солнечным воздухонагревателем с уплотненными слоями в ночное время в Тунисе », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 35 (C), страницы 31-41.
    4. Кабеса, Л.Ф., Кастелл, А., Барренече, К., де Грасиа, А., Фернандес, А.И., 2011. " Материалы, используемые в качестве ПКМ в накоплении тепловой энергии в зданиях: обзор ," Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.15 (3), страницы 1675-1695, апрель.
    5. Inalli, M & Ünsal, M & Tanyildizi, V, 1997. « Вычислительная модель бытовой солнечной системы отопления с подземным сферическим теплоаккумулятором ,» Энергия, Elsevier, т. 22 (12), страницы 1163-1172.
    6. Вади, Амир и Мартин, Виктория, 2013 г. « Стратегии аккумулирования тепловой энергии для эффективного проектирования закрытых теплиц », Прикладная энергия, Elsevier, т. 109 (C), страницы 337-343.
    7. Bouadila, Salwa & Kooli, Sami & Skouri, Safa & Lazaar, Mariem & Farhat, Abdelhamid, 2014.« Улучшение климата в теплице с помощью солнечного воздухонагревателя со скрытой аккумулирующей энергией », Энергия, Elsevier, т. 64 (C), страницы 663-672.
    Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

    Цитаты

    Цитаты извлекаются проектом CitEc, подпишитесь на его RSS-канал для этого элемента.


    Цитируется по:

    1. Villa-Arrieta, Manuel & Sumper, Andreas, 2018. « Модель для экономической оценки энергетических систем с использованием TRNSYS », Прикладная энергия, Elsevier, т.215 (C), страницы 765-777.
    2. Аднан Рашид, Чон Вон Ли и Хён У Ли, 2018 г. « Разработка и оптимизация модели моделирования энергопотребления здания для изучения влияния проектных параметров теплицы », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 11 (8), страницы 1-19, август.
    3. Bastien, Diane & Athienitis, Andreas K., 2018. « Пассивный накопитель тепловой энергии, часть 1: Конструктивные концепции и показатели », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 115 (C), страницы 1319-1327.
    4. Фахад Авджа Альмехмади и Кевин П. Халлинан, Ридж Б. Малфорд и Саид А. Алькаед, 2020. «Технология для решения проблем продовольственных пустынь: продуктовые магазины с низким энергопотреблением и интегрированной сельскохозяйственной теплицей », Устойчивое развитие, MDPI, Open Access Journal, vol. 12 (18), страницы 1-22, сентябрь.
    5. Дафни Деспоина Августаки и Джордж Ксидис, 2020. " Заводы по производству растений в эпоху взаимосвязи воды, пищи и энергии: систематический библиографический обзор ", Продовольственная безопасность: наука, социология и экономика производства продуктов питания и доступа к продуктам питания, Springer; Международное общество патологии растений, т.12 (2), страницы 253-268, апрель.
    6. Cuce, Erdem & Harjunowibowo, Dewanto & Cuce, Pinar Mert, 2016. « Возобновляемые и устойчивые стратегии энергосбережения для тепличных систем: всесторонний обзор », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 64 (C), страницы 34-59.
    7. Чен, Чао и Лин, Хаошу и Чжай, Чжицян (Джон) и Ли, Инь и Ян, Фэнгуан и Хан, Фэнтао и Вэй, Шэнь, 2018. « Тепловые характеристики активно-пассивной вентиляционной стены из материала с фазовым переходом в солнечных теплицах ,» Прикладная энергия, Elsevier, т.216 (C), страницы 602-612.
    8. Ли, Чжи и Яно, Акира и Йошиока, Хидеказу, 2020. « Технико-экономическое обоснование фотоэлектрической системы навеса слепого типа, предназначенной для одновременного производства сельскохозяйственных культур и электроэнергии в теплице », Прикладная энергия, Elsevier, т. 279 (С).
    9. Яно, Акира и Коссу, Марко, 2019. « Энергоустойчивое выращивание тепличных культур с использованием фотоэлектрических технологий ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.109 (C), страницы 116-137.
    10. Wang, Tianyue & Wu, Gaoxiang & Chen, Jiewei & Cui, Peng & Chen, Zexi & Yan, Yangyang & Zhang, Yan & Li, Meicheng & Niu, Dongxiao & Li, Baoguo & Chen, Hongyi, 2017. « Интеграция солнечных технологий в современные теплицы в Китае: текущее состояние, проблемы и перспективы », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 70 (C), страницы 1178-1188.
    11. Ботт, Кристоф и Дрессел, Инго и Байер, Питер, 2019.« Обзор современного состояния закрытых сезонных систем хранения тепловой энергии на водной основе ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 113 (C), страницы 1-1.
    12. Шах, Шейх Халедуззаман и Ай, Лу и Рисманчи, Бехзад, 2020. « Многоцелевая оптимизация сезонной системы накопления солнечной тепловой энергии для отопления помещений в холодном климате », Прикладная энергия, Elsevier, т. 268 (С).
    13. Дахаш, Абдулрахман и Охс, Фабиан и Джанетти, Мишель Бьянки и Штрайхер, Вольфганг, 2019.« Достижения в области сезонного накопления тепловой энергии для систем централизованного солнечного теплоснабжения: критический обзор крупномасштабных резервуаров для горячей воды и ямных систем накопления тепловой энергии », Прикладная энергия, Elsevier, т. 239 (C), страницы 296-315.
    14. Янь, Чэнчу и Ши, Вэньсин и Ли, Сяньтин и Чжао, Ян, 2016. « Оптимальная конструкция и применение составной системы холодильного хранения, сочетающей сезонное хранение льда и хранение охлажденной воды », Прикладная энергия, Elsevier, т.171 (C), страницы 1-11.
    15. Рехман, Хассам ур и Хирвонен, Янне и Сирен, Кай, 2018. « Сравнение производительности оптимизированной конструкции централизованной и полу-децентрализованной солнечной системы централизованного теплоснабжения », Прикладная энергия, Elsevier, т. 229 (C), страницы 1072-1094.
    16. Каролина Дек и Эльжбета Броневич и Мирослав Броневич, 2020. « Анализ возможности адаптации общественного здания к стандарту здания с нулевым энергетическим балансом », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.13 (23), страницы 1-18, декабрь.
    17. Майкл Ланахан и Пауло Сезар Табарес-Веласко, 2017. « Сезонное накопление тепловой энергии: критический обзор систем BTES, моделирования и проектирования систем для повышения эффективности системы », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 10 (6), страницы 1-24, май.
    18. Чен, Шуцинь и Чжу, Ипан и Чен, Юэ и Лю, Вэй, 2020. « Стратегия использования материалов с фазовым переходом в пластиковых теплицах, в жаркое лето и холодную зиму ,» Прикладная энергия, Elsevier, т.277 (С).
    19. Джордано, Николо и Раймонд, Жасмин, 2019. « Альтернативное и устойчивое производство тепла для нужд питьевой воды в субарктическом климате (Нунавик, Канада): хранение тепловой энергии в скважинах для снижения зависимости от ископаемого топлива в автономных сообществах », Прикладная энергия, Elsevier, т. 252 (C), страницы 1-1.
    20. У, Ганг и Ян, Цичан и Чжан, И и Фанг, Хуэй и Фэн, Чаоцин и Чжэн, Хунфэй, 2020. « Энергетический и оптический анализ фотоэлектрической тепловой энергии, интегрированной с вращающейся линейно изогнутой линзой Френеля внутри китайской солнечной теплицы », Энергия, Elsevier, т.197 (С).
    21. Го, Фанг и Чжу, Сяоюй и Чжан, Цзюнюэ и Ян, Сюйдун, 2020. « Крупномасштабная живая лаборатория сезонной скважинной системы накопления тепловой энергии для городского теплоснабжения ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 264 (С).
    22. Баркат раввин и Чжун-Хуа Чен и Суббу Сетхувенкатраман, 2019. " Защищенное земледелие в теплом климате: обзор методов контроля влажности и охлаждения ", Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 12 (14), страницы 1-24, июль.
    23. Андерс Э. Карлссон, 2020. « Крупнозернистая модель подземного накопителя тепловой энергии, применяемая для оптимизации эффективности », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 13 (8), страницы 1-20, апрель.

    Самые популярные товары

    Это элементы, которые чаще всего цитируют те же работы, что и эта, и цитируются в тех же работах, что и эта.
    1. Rapantova, Nada & Pospisil, Pavel & Koziorek, Jiri & Vojcinak, Petr & Grycz, David & Rozehnal, Zdenek, 2016.« Оптимизация опытной эксплуатации скважинного накопителя тепловой энергии ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 181 (C), страницы 464-476.
    2. Hassanien, Reda Hassanien Emam & Li, Ming & Dong Lin, Wei, 2016. « Передовые применения солнечной энергии в сельскохозяйственных теплицах ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 54 (C), страницы 989-1001.
    3. Le Minh Nhut & Waseem Raza & Youn Cheol Park, 2020. « Параметрическое исследование солнечной системы отопления дома с сезонным подземным резервуаром для хранения тепловой энергии », Устойчивое развитие, MDPI, Open Access Journal, vol.12 (20), страницы 1-19, октябрь.
    4. Hesaraki, Arefeh & Holmberg, Sture & Haghighat, Fariborz, 2015. « Сезонное хранение тепловой энергии с тепловыми насосами и низкими температурами в строительных проектах - сравнительный обзор ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 43 (C), страницы 1199-1213.
    5. Чен, Шуцинь и Чжу, Ипан и Чен, Юэ и Лю, Вэй, 2020. « Стратегия использования материалов с фазовым переходом в пластиковых теплицах, в жаркое лето и холодную зиму ,» Прикладная энергия, Elsevier, т.277 (С).
    6. Пинель, Патрис и Крукшанк, Синтия А. и Босолей-Моррисон, Ян и Уиллс, Адам, 2011 г. « Обзор доступных методов сезонного хранения солнечной тепловой энергии в жилых помещениях ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 15 (7), страницы 3341-3359, сентябрь.
    7. Дафни Деспоина Августаки и Джордж Ксидис, 2020. " Заводы по производству растений в эпоху взаимосвязи воды, пищи и энергии: систематический библиографический обзор ", Продовольственная безопасность: наука, социология и экономика производства продуктов питания и доступа к продуктам питания, Springer; Международное общество патологии растений, т.12 (2), страницы 253-268, апрель.
    8. Го, Фанг и Чжу, Сяоюй и Чжан, Цзюнюэ и Ян, Сюйдун, 2020. « Крупномасштабная живая лаборатория сезонной скважинной системы накопления тепловой энергии для городского теплоснабжения ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 264 (С).
    9. Xu, J. & Li, Y. & Wang, R.Z. И Лю В., 2014. « Исследование производительности солнечной системы отопления с подземным сезонным накопителем энергии для тепличного применения », Энергия, Elsevier, т.67 (C), страницы 63-73.
    10. Хён-Квон Ким и Ён-Сон Рё и Ён-Хва Ким, Тэ-Сок Ли и Сон-Сик О и Ён-Хён Ким, 2021 год. « Оценка тепловых свойств покрытия и пола в пластиковой теплице », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 14 (7), страницы 1-11, апрель.
    11. Cuce, Erdem & Harjunowibowo, Dewanto & Cuce, Pinar Mert, 2016. « Возобновляемые и устойчивые стратегии энергосбережения для тепличных систем: всесторонний обзор », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.64 (C), страницы 34-59.
    12. Bastien, Diane & Athienitis, Andreas K., 2018. « Пассивный накопитель тепловой энергии, часть 1: Конструктивные концепции и показатели », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 115 (C), страницы 1319-1327.
    13. Юань, Яньпин и Гао, Сянкуй и Ву, Хунвэй и Чжан, Цзуцзинь и Цао, Сяолин и Сунь, Лянлян и Ю, Наньян, 2017. " Совместное охлаждение и применение накопителя скрытой тепловой энергии в сочетании с предварительным охлаждением оболочки: разработка метода и модели ," Энергия, Elsevier, т.119 (C), страницы 817-833.
    14. Bazgaou, A. & Fatnassi, H. & Bouharroud, R. & Ezzaeri, K. & Gourdo, L. & Wifaya, A. & Demrati, H. & Elame, F. & Carreño-Ortega, Á. И Беккауи, А., Ахарун, А., Буарден, Л., 2021. « Влияние активной солнечной системы отопления на микроклимат, развитие, урожайность и качество плодов в тепличном производстве томатов ,» Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 165 (P1), страницы 237-250.
    15. Яно, Акира и Коссу, Марко, 2019.« Энергоустойчивое выращивание тепличных культур с использованием фотоэлектрических технологий ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 109 (C), страницы 116-137.
    16. Бен Али, Рим и Буадила, Салва и Мами, Абделькадер, 2020. " Экспериментальная проверка динамического теплового поведения двух типов сельскохозяйственных теплиц в средиземноморском контексте ," Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 147 (P1), страницы 118-129.
    17. Майкл Ланахан и Пауло Сезар Табарес-Веласко, 2017.« Сезонное накопление тепловой энергии: критический обзор систем BTES, моделирования и проектирования систем для повышения эффективности системы », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 10 (6), страницы 1-24, май.
    18. Имтиаз Хуссейн, М. и Али, Асма и Ли, Гви Хён, 2015. « Производительность и экономический анализ линейных и точечных солнечных коллекторов с линзами Френеля, используемых для отопления теплиц в Южной Корее », Энергия, Elsevier, т. 90 (P2), страницы 1522-1531.
    19. Гурдо, Л.И Фатнасси, Х., Тискатин, Р., Вифая, А., Демрати, Х., Ахарун, А., Буарден, Л., 2019. " Солнечная энергия, накапливающая каменную грядку для обогрева сельскохозяйственных теплиц ," Энергия, Elsevier, т. 169 (C), страницы 206-212.
    20. Шариф М.К. Ануар и Аль-Абиди, А.А. И Мат, С., Сопиан, К., Руслан, М.Х. И Сулейман, М. И Росли, М.А.М., 2015. « Обзор применения материала с фазовым переходом для систем отопления и горячего водоснабжения ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.42 (C), страницы 557-568.

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc: eee: appene: v: 156: y: 2015: i: c: p: 213-222 . См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь:.Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет привязать ваш профиль к этому элементу. Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которых мы не уверены.

    Если CitEc распознал библиографическую ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .

    Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылочного элемента. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, так как там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: Кэтрин Лю (адрес электронной почты указан ниже).Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Обратите внимание, что исправления могут занять пару недель, чтобы отфильтровать различные сервисы RePEc.

    Пресс-релиз

    : NREL нагревает аккумуляторы тепловой энергии с помощью нового решения, предназначенного для облегчения нагрузки на сеть и, в конечном итоге, повышения энергоэффективности | Новости

    Постдокторант Эллисон Махви изучает аккумулирование тепла в лаборатории NREL Thermal. Испытательный стенд.Она сжимает теплоаккумулятор, чтобы улучшить теплоотдачу. контакт между теплообменником и композитом с фазовым переходом. Это позволяет заряжать и разряжать устройство быстрее. Фото Денниса Шредера, NREL

    Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) разработали простой способ лучше оценить способность новых материалов накапливать или выделять тепло спрос в вашем доме, офисе или другом здании для более эффективного управления использование энергии зданием.

    Их работа, представленная в Nature Energy , предлагает новый метод проектирования, который может сделать процесс нагрева и охлаждения здания более управляемы, менее дороги, более эффективны и лучше подготовлены к гибко управлять электроэнергией из возобновляемых источников энергии, которые не всегда доставляют энергию когда это больше всего нужно.

    Автором статьи «График пропускной способности и Рагона для накопления тепловой энергии с фазовым переходом» является Джейсон Вудс из NREL вместе с соавторами Эллисон Махви и Анураг. Гоял, Эрик Козубал, Уэйл Одукомайя и Родерик Джексон.В статье описывается новый способ оптимизации устройств хранения тепла, который отражает идею, используемую для аккумуляторов, помощь в информировании о том, какие новые теплоаккумулирующие материалы необходимы для зданий и как устройства должны быть спроектированы из этих материалов.

    Накопление тепловой энергии позволяет зданиям функционировать как огромная батарея, сохраняя тепловая энергия в новых материалах, пока ее можно будет использовать позже.Один из примеров - жара насос. В то время как электричество изначально необходимо для создания и хранения тепла, тепло используется позже без использования дополнительного электричества.

    В другом примере некоторые материалы обладают способностью изменять фазы, например лед, который может переходить из твердого состояния в жидкое. Когда лед тает, он поглощает энергию от и охлаждает рабочую жидкость, которую затем можно использовать для охлаждения строительного пространства.Так как фазовый переход происходит при почти постоянной температуре, может быть обеспечена полезная энергия или хранить более длительный период при постоянной температуре. Накопление тепловой энергии обычно очень энергоэффективный «туда и обратно».

    Авторы обнаружили, что график Рагона, часто используемый для характеристики батарей, также хорошо подходит для описания потенциальной эффективности различных устройств хранения тепла кандидаты.График Рагона показывает компромисс между тем, сколько энергии может использовать устройство. store и его мощность разряда, или как быстро устройство может выделять энергию. Этот базовый подход позволяет сравнивать различные теплоаккумулирующие материалы или улучшения устройства легче оценить. Он служит отправной точкой для определения цели и является полезным инструментом проектирования для разработки новых материалов и устройств для аккумулирования тепла. которые могут служить новыми альтернативными вариантами хранения энергии.

    «Этот каркас Ragone обеспечивает экономичную конструкцию теплоаккумулирующих материалов. и устройства в зависимости от требований к мощности и энергии конкретного приложения », сказал Джейсон Вудс, старший инженер-исследователь NREL и ведущий автор нового опубликованная статья.

    Махви, научный сотрудник NREL, сказал, что еще одним преимуществом является возможность использования технологий что может уменьшить отключение электроэнергии в сети.«Большая часть пикового спроса на электроэнергию, особенно летом, когда могут наблюдаться отключения электроэнергии - управляет кондиционер. Если ты можешь переместите эту потребность в другое время дня, вы можете облегчить напряжение в сети, поддерживая ее работоспособность, но также обеспечивая комфорт людям в помещении ».

    «Системы аккумулирования тепловой энергии должны стать более гибкими и адаптируемыми с добавление производства электроэнергии на месте, зарядки электромобилей и комбинации аккумуляторов тепла с батареями », - сказал Вудс.«Часть этой гибкости требует более высокая мощность - но эта более высокая мощность достигается за счет доступной энергии, поскольку эта публикация Основные моменты."

    Способ использования накопителя тепловой энергии влияет на его производительность. Ученые необходимо рассмотреть вопросы о том, как лучше всего использовать накопленную энергию для поддержания здания комфортные пассажиры или для различных применений, таких как обслуживание электронного оборудования при безопасной температуре.

    «Какой из них лучше всего подходит для меня и моего приложения, будет зависеть от требований. находятся. Сколько мне нужно хранить и как быстро нужно его разряжать? » - сказал Махви. «Эта структура позволит нам оптимизировать системы аккумулирования тепла из материала. в масштабе компонентов, чтобы увеличить удельную мощность, сохраняя при этом доступной мощности, насколько это возможно.Это приведет к созданию более эффективных устройств. которые можно использовать в широком спектре приложений ».

    Исследователи разработали компьютерную модель, чтобы понять различные компромиссы при проектировании. с этими накопителями тепла, в том числе требующими большой мощности (выпуск энергия быстро) и низкая мощность (медленно высвобождают энергию). Они также построили прототип устройство накопления тепла с фазовым переходом, иллюстрирующее этот компромисс между мощностью и энергией на практике.

    Управление строительных технологий в Управлении энергетики Министерства энергетики США Это исследование финансировалось за счет эффективности и возобновляемых источников энергии.

    NREL - это основная национальная лаборатория Министерства энергетики США по возобновляемым источникам энергии. исследования и разработки в области энергетики и энергоэффективности. NREL работает для Энергетического Департамент ООО «Альянс за устойчивую энергетику».

    Пассивный годовой накопитель тепла | НОВОСТИ МАТЕРИ ЗЕМЛИ

    Вы обижены тем, что платите электрикам за то, чтобы они всю зиму качали тепло в ваш дом, только чтобы заплатить им снова, чтобы они откачивали тепло все лето? Если это так, возможно, пришло время открыть специальный сберегательный счет, который позволит вам вносить энергии на депозита все лето и снимать деньги зимой. И где только вы положите на хранение шесть месяцев интенсивного сезонного солнечного света? Чтобы найти ответ, вам достаточно посмотреть вниз, потому что вы стоите на берегу!

    Как известно, Земля постоянно обменивается теплом, все лето впитывая его от солнца, а зимой отдавая атмосфере.В большинстве областей этот годовой поток не стабилизируется до тех пор, пока не будет достигнута глубина около 20 футов - где круглогодичная температура колеблется около средней годовой температуры воздуха . Таким образом, 20-футовый глубина земли может быть очень большим сберегательным счетом, и это очень дешево. Однако, чтобы открыть такую ​​учетную запись, вы должны выяснить, как делать депозиты и снимать средства, и вы должны найти способ защитить хранилище от грабителей.

    Годовое пассивное накопление тепла (PAHS)

    Я говорю, конечно, о пассивном укрытии земли от солнца, но не только о , какой-либо старой интерпретации тех уже знакомых концепций энергоэффективного строительства. Пассивное годовое накопление тепла - это новый подход к использованию земли для накопления солнечного тепла - тот, который рассматривает грязь, окружающую жилище, как часть тепловой массы конструкции, изолируя ее от элементов, но не от стен.

    Для этого метода требуется специально разработанная крышка, известная как изоляционный / водоразделительный зонтик, которая помещается на несколько футов выше крыши подземного здания (не напротив нее), выступая наружу, чтобы изолировать землю вокруг конструкции от температурных колебаний. поверхностные слои.


    Окна на южной стороне жилища пропускают солнечный свет, чтобы нагреть всю массу внутри изоляционного зонта. Медленно - очень медленно в течение всего года - достигается баланс между теплотой летнего солнца и потерей тепла зимой. Таким образом, на стыке стен дома и земли устанавливается искусственная среднегодовая температура воздуха . Преобладающая температура внутри здания будет передаваться через стены в землю, распространяясь на радиус не менее 20 футов от конструкции.Контролируя количество солнечного света, попадающего в дом, и количество отводимого тепла (путем затенения и вентиляции), можно с некоторой точностью регулировать температуру окружающей почвы.

    Из-за огромной массы здания и окружающей почвы - объемом около 45000 кубических футов (1800 тонн) для 20 футов рядом и ниже дома диаметром 30 футов - внутренняя температура будет варьироваться всего на несколько градусов по всему периметру. год. И если в годовой баланс теплового потока не внести серьезных изменений, он обычно будет колебаться между 76 градусами по Фаренгейту летом и примерно 70 градусами зимой без каких-либо дополнительных форм отопления или охлаждения!

    Потребность в улучшении конструкции домов на пассивных солнечных батареях

    В прошлом дома на солнечных батареях не были универсальными практичными просто потому, что во многих регионах зимой солнце не светило достаточно.В некоторых областях, таких как северная часть штата Нью-Йорк, облачный покров блокирует прямую радиацию, по крайней мере, в две трети зимних дней. А дальше на север - например, на большей части Канады - несколько часов между рассветом и закатом в январе просто не могут предложить много тепла.

    Тем не менее, были построены прекрасные дома, которые используют зимний и солнечный свет, чтобы компенсировать большую часть своих счетов за отопление. И даже в самых холодных местах можно использовать солнечную энергию. Однако, чтобы предотвратить перегрев, эти обычные активные и пассивные солнечные дома вынуждены отказываться (путем затенения) большей части щедрого запаса энергии лето .И в большинстве климатических условий ранние попытки использовать укрытие из земли для хранения были сорваны из-за необходимости изолировать стены, таким образом нарушая (или устраняя) тепловую связь жилища с массой земли.

    Тем не менее, эти предшественники пассивной годовой системы аккумулирования тепла проложили путь, продемонстрировав принципы более эффективной формы строительства. В течение многих лет было очевидно, что земля вокруг подземного сооружения - даже если она отделена изоляцией - впитывает тепло здания, когда внутренняя температура поднимается выше температуры почвы... и , что при определенных обстоятельствах земля будет возвращать тепло зданию, когда внутренняя температура упадет ниже температуры почвы. Давно известно, что в защищенных от земли домах температура медленно меняется, что в значительной степени контролируется землей вокруг них. Среднее значение этого годового потока часто называют плавающей температурой людьми, которые проектируют и живут в таких зданиях. Если дополнительное отопление отключено, температура примет определенный уровень, связанный с климатом местности.В конце зимы в Монтане, например, обычное земное убежище может иметь плавающую температуру около 50-55 градусов. Но как ни странно, средняя годовая температура воздуха (а значит, и температура на глубинах земли) в Монтане составляет всего 43 ½ градуса!

    Многие проектировщики сначала предполагали, что защищенный от земли дом будет выдерживать естественной температуры почвы, но опыт показал, что это не так. Даже «старомодное» подземное здание изменяет температуру земли вокруг своих стен, потому что владельцы добавляют тепла зданию (и, следовательно, грязи вокруг него) для комфорта.В результате получается скорректированная плавающая температура, а хитрость пассивного годового накопления тепла заключается в том, чтобы довести эту температуру до зоны комфорта.

    Первый пример: геодезический купол, защищенный землей

    Первый в мире геодезический купол, защищенный землей, достиг этой цели! Построенный в 1981 году, Geodome имеет зонт из полистирола / полиэтилена (изоляция / водораздел), который примерно вдвое меньше размера, который, как мы теперь знаем, необходим для оптимальной производительности. Несмотря на минимальный размер защитного колпачка, после первого лета, когда он впитывал солнечный свет, температура плавания в конце зимы в Геодоме составила 66 градусов!

    Geodome необходимо, чтобы окна были закрыты лишь 6 процентами из 3000 квадратных футов площади пола, что меньше, чем при использовании пассивной солнечной энергии или традиционного строительства, поскольку здание получает большую часть солнечного обогрева в летние месяцы.

    К концу первого лета после завершения Геодома массив из 48 датчиков, похороненных в грязи, показал, что температура в 12 футах от северной стены поднялась до 64 градусов - на 20 градусов выше, чем обычно. Фактически, матрица датчиков показала, что весь земной шар внутри зонта очень медленно нагревается отапливаемым солнечными батареями домом, находящимся в его ядре.

    Следующим летом шторы были использованы на окнах, наиболее подверженных воздействию солнечного света, и, естественно, внутренняя температура и температура земли немного упали, так что плавающая температура в конце зимы упала до 63 градусов.Но, как и все хорошие укрытия из земли, дом по-прежнему был очень энергоэффективным: на обогрев помещения потреблялось меньше энергии, чем на подогрев воды для бытовых нужд! И эксперимент доказал, что плавающая температура здания пассивного годового накопителя тепла регулируется.



    Что нужно для этой пассивной солнечной конструкции?

    Годовая стоимость отопления и охлаждения (от 3 до 5 миллионов БТЕ) может содержаться в области, которая простирается наружу примерно на 20 футов от стен дома.Кроме того, на этом расстоянии накопленного сопротивления тепловому потоку (R-фактор) достаточно, чтобы заблокировать 90 процентов потерь.

    Зонта, выступающего на 20 футов от стен, достаточно, однако, если земля под зонтом сухая . Хотя влажная грязь имеет большую теплоемкость, чем сухая земля, большая теплопроводность воды позволяет слишком большому количеству тепла выходить за пределы изолированной крышки. Не рекомендуется строить защищенный от земли дом с высоким уровнем грунтовых вод, и то же ограничение применяется к жилью с пассивным ежегодным накоплением тепла.Но также важно защитить землю внутри изоляционного зонта от поверхности воды; следовательно, слои изоляции в колпачке перемежаются водными преградами для отвода жидкости по верхней поверхности зонта в дренажную систему.

    Изоляция / зонтик водораздела, который мы используем в Монтане, состоит из сэндвича толщиной 4 дюйма (в центре), состоящего из двух слоев изоляции и трех листов пластика, которые сужаются до толщины 1 дюйм по внешнему краю.Кроме того, мы изолируем (выше R-30) открытую поверхность здания из ПАУ, чтобы уменьшить потери в воздух. Хорошая тепловая связь между домом и землей вокруг него важна, поэтому мы вообще не изолируем засыпанные части здания. Это просто заставит нас перегреть дом летом, чтобы нагреть землю. Как бы то ни было, геодом меняется всего на 6-10 градусов в зависимости от времени года. (Тем не менее, мы обнаружили, что иметь оттенки для регулировки летней температуры в помещении - это хорошая идея.)

    Назад к основам: понимание теплового потока

    Пассивное ежегодное накопление тепла заставляет нас пересмотреть наши основные представления о тепловом потоке и использовании земли в качестве практического носителя тепла. В то же время, это резко расширяет горизонты пассивной солнечной энергии, которая на протяжении веков ограничивалась тем фактом, что солнце не выходило из дома, когда требовалось выполнить работу.

    Теперь дома могут не только находиться в среде с постоянной температурой, которая никогда не будет нуждаться в дополнительном отоплении, но и те же принципы могут быть применены, чтобы помочь сохранить дома прохладными в жарком климате.Или, если бы отдельный шар земли размером 40-60 футов был изолирован и обогревался с помощью высокотемпературных коллекторов в течение лета, он мог бы обеспечить круглогодичную подачу горячей воды для бытовых нужд на бесплатно . При более высоких температурах - скажем, на уровне 300 градусов, возможных для параболических солнечных коллекторов - источник пара для выработки электроэнергии может даже содержаться в изолированном «шаре» аккумулирующего тепло. И, на другом конце шкалы, тепло может быть излито зимой из изолированной массы , чтобы сформировать круглогодичный пассивный холодильник.

    Короче говоря, теперь очевидно, что солнечные технологии больше не должны ограничиваться 22 ½-градусным наклоном Земли: пассивное годовое накопление тепла действительно забирает солнечную энергию из темных времен года ... и, вероятно, из темных веков, поскольку хорошо!


    Первоначально опубликовано: январь / февраль 1985 г.

    .
    Конструкция теплоаккумулятора: Теплоаккумулятор своими руками. От А до Я

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Scroll to top