As caldeiras a combustível sólido não podem operar por muito tempo sem a intervenção de uma pessoa que deve periodicamente carregar lenha na fornalha. Se isso não for feito, o sistema começará a esfriar e a temperatura da casa cairá. No caso de queda de energia quando o forno está completamente queimado, existe o perigo de fervura do líquido refrigerante da camisa da unidade e sua posterior destruição. Todos esses problemas podem ser resolvidos com a instalação de um acumulador de calor para aquecimento de caldeiras. Também poderá desempenhar a função de proteger as instalações de ferro fundido contra rachaduras em caso de queda brusca da temperatura da água de abastecimento.
Conectando uma caldeira de combustível sólido com um acumulador de calor
Cálculo da capacidade tampão da caldeira
O papel do acumulador de calor no esquema geral de aquecimento é o seguinte: durante o funcionamento da caldeira no modo normal, acumula energia térmica e, após o esgotamento da fornalha, dá-a aos radiadores por um determinado período de tempo. Estruturalmente, o acumulador de calor para uma caldeira de combustível sólido é um tanque de água isolado com uma capacidade estimada. Pode ser instalado tanto na sala de combustão como em uma divisão separada da casa. Não faz sentido colocar tal tanque na rua, pois a água nele esfriará muito mais rápido do que dentro do prédio.
Conectando um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido
Dada a disponibilidade de espaço livre na casa, o cálculo do acumulador de calor para uma caldeira de combustível sólido na prática é feito da seguinte forma: a capacidade do tanque é retirada da proporção de 25-50 litros de água por 1 kW de energia necessária para aquecer a casa... Para um cálculo mais preciso da capacidade tampão da caldeira, presume-se que a água no tanque aquece durante a operação da planta da caldeira a 90 ⁰С e, após desligar esta última, irá liberar calor e resfriar a 50 ⁰С. Para uma diferença de temperatura de 40 ° C, os valores do calor emitido para diferentes volumes do tanque são apresentados na tabela.
Tabela de valores de dissipação de calor para diferentes volumes de tanques
| Volume do acumulador de calor, m3 | 0.35 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1.5 | 2 | 3 | 3.5 |
| A quantidade de calor emitida a uma diferença de temperatura de 40 ⁰С, kW / h | 20 | 30 | 45 | 58 | 85 | 115 | 170 | 210 |
Mesmo que haja espaço para uma grande capacidade em um edifício, isso nem sempre faz sentido. Deve-se lembrar que uma grande quantidade de água precisará ser aquecida, então a potência da própria caldeira deve inicialmente ser 2 vezes mais do que o necessário para aquecer a residência. Um tanque muito pequeno não desempenhará sua função, pois não será capaz de acumular calor suficiente.
Como calcular o volume sem calculadora
Os cálculos são baseados na energia residual. A base é a potência da caldeira por hora e o consumo de energia para aquecimento. A diferença entre a temperatura do líquido refrigerante que é fornecido ao sistema e que é devolvido também é calculada.
A fórmula é semelhante a esta: m = Q / 1,163 x Δt,
Onde:
- Q é a quantidade estimada de energia térmica que podemos acumular. Esta é a diferença entre a potência gerada na caldeira e a que necessitamos para o aquecimento;
- m é a massa de água no tanque, kg. Queremos calculá-lo;
- Δt é a diferença entre as temperaturas inicial e final do refrigerante, ° С;
- 1,163 kW / kg é a capacidade térmica específica da água.
Recomendações de seleção
A seleção de um acumulador de calor para uma caldeira de combustível sólido é influenciada pela presença de espaço livre na sala. Na compra de um grande tanque de armazenamento, será necessário prever um dispositivo de fundação, uma vez que equipamentos com massa significativa não podem ser colocados em pisos comuns.Se, pelo cálculo, for necessário um tanque com volume de 1 m3, e não houver espaço suficiente para a sua instalação, pode-se adquirir 2 produtos de 0,5 m3 cada, colocando-os em locais diferentes.
Acumulador de calor para caldeira de combustível sólido
Outro ponto é a presença de sistema de AQS na residência. No caso de a caldeira não possuir circuito próprio de aquecimento de água, é possível adquirir um acumulador de calor com este circuito. Não é de pouca importância o valor da pressão de trabalho no sistema de aquecimento, que tradicionalmente não deve ultrapassar 3 bar em edifícios residenciais. Em alguns casos, a pressão chega a 4 bar, se uma unidade doméstica potente for usada como fonte de calor. Em seguida, o acumulador de calor para o sistema de aquecimento terá que ser escolhido em um design especial - com uma tampa torisférica.
Alguns acumuladores de água quente de fábrica são equipados com um elemento de aquecimento elétrico instalado na parte superior do tanque. Esta solução técnica não permitirá que o refrigerante resfrie completamente após a parada da caldeira, a zona superior do tanque será aquecida. O abastecimento de água quente sanitária funcionará.
Circuito de comutação simples com mistura
O dispositivo de armazenamento pode ser incluído no sistema de diferentes maneiras. A tubulação mais simples de uma caldeira de combustível sólido com acumulador de calor é adequada para trabalhar com sistemas de abastecimento de refrigerante gravitacional e funcionará em caso de queda de energia. Para isso, o tanque deve ser instalado acima dos radiadores de aquecimento. O circuito inclui uma bomba de circulação, uma válvula termostática de três vias e uma válvula de retenção. No início do ciclo de aquecimento, a água impulsionada pela bomba flui através da linha de abastecimento da fonte de calor através da válvula de três vias para os aquecedores. Isso continua até que a temperatura de fluxo alcance um certo valor, por exemplo 60 ° C.
Acumulador de calor para caldeiras de aquecimento
A esta temperatura, a válvula começa a misturar água fria no sistema a partir do ramal inferior do tanque, observando a temperatura configurada de 60 ⁰С na saída. A água aquecida começará a fluir para o tanque através do tubo do ramal superior, conectado diretamente à caldeira, e a bateria começará a carregar. Com a combustão completa da lenha na fornalha, a temperatura no tubo de alimentação começará a cair. Quando cai abaixo de 60 ° C, o termostato corta gradualmente o fornecimento da fonte de calor e abre o fluxo de água do tanque. Esta, por sua vez, será gradualmente preenchida com água fria da caldeira e ao final do ciclo a válvula de três vias retornará à sua posição original.
A válvula de retenção, conectada em paralelo com o termostato de três vias, é acionada quando a bomba de circulação é parada. Em seguida, a caldeira com o acumulador de calor funcionará diretamente, o refrigerante irá para os dispositivos de aquecimento diretamente do tanque, que será reabastecido com água da fonte de calor. Nesse caso, o termostato não participa do funcionamento do circuito.
Calculadora para calcular o volume do acumulador de calor
Para que o sistema de aquecimento funcione o mais economicamente possível, mas, naturalmente, sem perder a sua eficiência, faz sentido acumular o calor gerado por ele, que atualmente não é exigido, para que possa ser utilizado enquanto a caldeira estiver "em repouso". Este problema é resolvido com a instalação de um acumulador de calor com tubulação apropriada.
Calculadora para calcular o volume do acumulador de calor
E como determinar a quantidade de água necessária para garantir a economia de todo o potencial térmico gerado pela caldeira? Existe um algoritmo especial para isso e está incorporado na calculadora para calcular o volume do acumulador de calor localizado abaixo.
As explicações necessárias serão fornecidas a seguir.
Calculadora para calcular o volume do acumulador de calor
Vá para os cálculos
Qual é a base e como é feito o cálculo?
É claro que a instalação, o arranque e a depuração de um sistema de aquecimento complexo devem ser realizados por especialistas, e uma vez que existem muitas nuances que só um mestre experiente pode conhecer. No entanto, o volume mínimo necessário do acumulador de calor pode ser calculado de forma independente, pelo menos dessas posições, a fim de fornecer um local suficiente para sua instalação.
O acumulador de calor é de particular importância em sistemas de aquecimento em que combustível sólido ou caldeiras elétricas são as principais fontes de calor.
- O funcionamento de uma caldeira a combustível sólido tem uma peculiaridade - uma espécie de ciclicidade. Abastecê-lo com combustível é feito em intervalos regulares. No processo de combustão ativa, o calor gerado pode ser excessivo, não reclamado no momento, já que circuitos bem sintonizados com seus reguladores termostáticos levarão exatamente quanto precisam. Mas depois que o combustível acabar, antes da próxima carga, segue-se um período de inatividade e, durante esse período, o potencial térmico acumulado na bateria será útil.
- Com uma caldeira elétrica - um "alinhamento" ligeiramente diferente. Faz sentido planejar seu trabalho principal para a duração da taxa de desconto noturna e, em seguida, usar o calor acumulado durante esse período durante o dia.
Além disso, o acumulador de calor permite conectar ao sistema de aquecimento e fontes alternativas de energia térmica, por exemplo, coletores solares - em um dia bom, eles podem dar um aumento significativo no potencial energético total.
Então, o que é necessário para o cálculo.
- Indique a potência térmica nominal da placa de identificação da caldeira de aquecimento.
- Indique o "período de atividade da caldeira". Este termo condicional significa:
- para uma caldeira de combustível sólido - o tempo conhecido pelos proprietários da queima da carga de combustível.
- para uma caldeira elétrica - a duração da tarifa de alimentação noturna para eletricidade.
- A produção de calor necessária calculada para uma casa específica para aquecimento de alta qualidade. Durante o período de “atividade” da caldeira, uma parte significativa da energia irá para o fim a que se destina - aquecimento das instalações.
Como fazer você mesmo cálculo da produção de calor necessária? Você pode seguir o link para a calculadora correspondente.
É necessário fazer imediatamente uma observação importante - é geralmente aceito que a instalação de um acumulador de calor será então justificada quando a potência da fonte de energia térmica é pelo menos duas vezes a quantidade necessária para o aquecimento de alta qualidade das instalações.
- É aconselhável levar em consideração o rendimento da caldeira - digamos assim, as perdas de energia térmica a este respeito são inevitáveis.
- Por fim, o algoritmo de cálculo exige que se leve em consideração a diferença de temperatura no tubo de alimentação na entrada da caldeira e no "retorno". É necessário indicar os valores correspondentes, que, em princípio, não são difíceis de determinar empiricamente.
O valor resultante (em litros ou em metros cúbicos) é o mínimo.
Para que serve um acumulador de calor e como funciona?
Mais sobre as vantagens e desvantagens, dispositivo, diagramas de conexão e outras nuances relacionadas acumuladores de calor para caldeiras de aquecimento - leia em uma publicação especial de nosso portal.
Esquema de separação hidráulica
Outro esquema de conexão mais complexo, implica um fornecimento ininterrupto de eletricidade. Se isso não for possível, é necessário fornecer a conexão à rede por meio de uma fonte de alimentação ininterrupta. Outra opção é usar usinas a diesel ou a gasolina. No caso anterior, a ligação do acumulador de calor à caldeira de combustível sólido era independente, ou seja, o sistema poderia funcionar separadamente do tanque. Neste esquema, o acumulador atua como um tanque pulmão (separador hidráulico).Uma unidade especial de mistura (LADDOMAT) é construída no circuito primário através do qual a água circula quando a caldeira é ligada.
Conectando um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido
Elementos do bloco:
- Bomba de circulação;
- válvula termostática de três vias;
- válvula de retenção;
- sump;
- Válvulas de esfera;
- dispositivos de controle de temperatura.
Diferenças em relação ao esquema anterior - todos os dispositivos são coletados em um bloco, e o refrigerante vai para o tanque, e não para o sistema de aquecimento. O princípio de operação da unidade de agitação permanece inalterado. Essa tubulação de uma caldeira de combustível sólido com um acumulador de calor permite que você conecte quantos ramais de aquecimento desejar na saída do tanque. Por exemplo, para alimentar radiadores e sistemas de aquecimento de piso ou ar. Além disso, cada filial possui sua própria bomba de circulação. Todos os circuitos são separados hidraulicamente, o excesso de calor da fonte é acumulado no tanque e usado quando necessário.
Conexão: recomendações profissionais
Para implementar correta e eficazmente um sistema de aquecimento privado baseado em qualquer caldeira de combustível sólido, você pode conectar um acumulador de calor de várias maneiras. Eles são bastante comuns entre os artesãos profissionais, mas você pode aprender isso por conta própria, já que não há nada de complicado e sobrenatural nesses esquemas.
Conselho! Considere o fato de que o custo do trabalho depende diretamente do princípio básico de construção de um sistema de circulação constante de combustível na caldeira.
Diagrama de conexão do acumulador de calor
Com mistura de líquido
O diagrama para conectar um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido de um tipo comum é muito claro. É fácil e facilmente utilizado em tubagens de sistemas de aquecimento constante, que se baseiam na circulação de um simples tipo gravitacional de combustível na caldeira. Nesta situação, acontece o seguinte:
- Durante o aquecimento do volume de água ajustado no trocador de calor do próprio aparelho, inicia-se sua circulação por todo o sistema da tubulação instalada, que passa pela válvula da caldeira.
- Ao atingir a temperatura configurada pelo usuário, a válvula embutida passa a funcionar ativamente e em conformidade mantém o valor pré-determinado, adicionando gradativamente apenas água fria da própria caldeira.
- Nesse momento, a água quente é despejada no tanque da unidade instalada - é assim que o acumulador de calor é carregado.
- Durante todo o tempo, que só pode ser determinado pelo tanque da caldeira, o combustível queima completamente.
- Inicia o processo reverso, que consiste em fornecer água para pequenos radiadores. A estabilidade da temperatura é mantida em todos os momentos.
- Quando a fonte direta do calor necessário não consegue manter o aquecimento estável da água no tanque do acumulador de calor, a válvula instalada é fechada de forma rápida e confiável e o sistema retorna instantaneamente ao seu estado original.
Se não houver fornecimento de energia ou a bomba de circulação falhar, a caldeira passa imediatamente para um modo tampão especial, que permite que todo o sistema funcione apenas na válvula de retenção.
Conectando um acumulador de calor a uma caldeira de combustível sólido
A água recolhida, que se aqueceu até este ponto na própria caldeira, entra ativamente no tanque instalado. Em seguida, ele vai para vários radiadores de aquecimento. Devido a este processo contínuo, a água é aquecida suavemente e as altas temperaturas caem suavemente.
Conselho! Para que o funcionamento do circuito de aquecimento seja em altura, o acumulador de calor deve ser montado em altura suficiente para que não haja contacto com os radiadores de aquecimento.
Vantagens e desvantagens
Um sistema de aquecimento com acumulador de calor, no qual uma usina de combustível sólido atua como fonte de calor, tem muitas vantagens:
- Melhorar as condições de conforto na casa, pois depois de queimado o combustível, o sistema de aquecimento continua a aquecer a casa com água quente da cisterna.Não há necessidade de se levantar no meio da noite e colocar uma porção de lenha na fornalha.
- A presença de um recipiente protege a camisa de água da caldeira de ebulição e destruição. Se a eletricidade for cortada repentinamente ou as cabeças termostáticas instaladas nos radiadores cortarem o refrigerante devido ao alcance da temperatura desejada, a fonte de calor irá aquecer a água no tanque. Durante esse tempo, o fornecimento de energia elétrica pode ser retomado ou o gerador a diesel será acionado.
- O fornecimento de água fria da tubulação de retorno para o trocador de calor de ferro fundido incandescente após uma partida repentina da bomba de circulação é excluído.
- Os acumuladores de calor podem ser usados como divisores hidráulicos no sistema de aquecimento (setas hidráulicas). Isso torna independente o funcionamento de todas as ramificações do circuito, o que proporciona economia adicional de energia térmica.
O maior custo de instalação de todo o sistema e os requisitos para a colocação dos equipamentos são as únicas desvantagens do uso de tanques de armazenamento. No entanto, esses investimentos e inconvenientes serão acompanhados de custos operacionais mínimos a longo prazo.
