Calcul et schéma de raccordement d'un accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide


Caractéristiques de l'installation d'accumulateurs de chaleur

Tous les travaux d'installation sont effectués selon un projet préalablement approuvé conformément aux recommandations du fabricant de l'équipement de chauffage.

Dans ce cas, les caractéristiques des travaux d'installation doivent être prises en compte:

  1. La surface du réservoir de stockage doit être isolée de la perte de chaleur sans faute.
  2. Les thermomètres doivent être installés sur les conduites à travers lesquelles l'eau circule (sortie et entrée).
  3. Les réservoirs d'accumulateurs d'un volume supérieur à 500 litres dans la plupart des cas ne passent pas par la porte. Dans de tels cas, vous devez utiliser des structures pliables ou installer plusieurs batteries d'un volume plus petit.
  4. Au point le plus bas du réservoir, l'installation d'un canal de drainage n'interférera pas. Il est pratique lorsque vous devez complètement vidanger l'eau.
  5. Il est conseillé d'installer des crépines sur les canalisations par lesquelles l'eau pénètre dans le conteneur. Ils empêcheront de grandes inclusions de pénétrer à l'intérieur (tartre de soudage, minéraux qui se sont introduits dans le système, etc.)
  6. Si une soupape d'échappement d'air n'est pas fournie dans la partie supérieure du conteneur, elle doit être installée au point supérieur du tuyau de sortie.
  7. Un manomètre et une soupape de sécurité doivent être installés sur la ligne à côté de la batterie.

Si vous êtes propriétaire d'une chaudière à combustible solide et que vous n'avez pas encore acheté de dispositif de stockage de chaleur, pensez-y. Vous prolongerez non seulement la durée de vie de votre équipement de chauffage, mais vous économiserez également considérablement sur le carburant.

TOP-2: HAJDU PT 300

Accumulateur de chaleur pour le chauffage

Aperçu

Le plus récent des derniers développements dans le TOP-10 obtient la 2e place. L'appareil stocke l'eau chauffée pour un système de chauffage fermé. Compatible avec les chaudières utilisant différents types de combustibles pour le fonctionnement, avec des pompes à chaleur et des panneaux solaires.

Un chauffe-eau à chauffage indirect au sol est relié à un équipement de chauffage, à des chaudières à gaz par exemple. L'eau se réchauffe pendant le fonctionnement, s'accumule dans le réservoir et est utilisée pour les besoins domestiques.

Ces chaudières sont installées directement sur le sol et fonctionnent avec d'autres équipements, également installés au sol ou montés au mur.

Comme les modèles déjà décrits, le modèle est nécessaire pour égaliser la différence de temps dans l'accumulation et l'utilisation de la chaleur. Le volume des réservoirs peut varier de 300 à 1000 litres.

Paramètres

  • Pays - Hongrie;
  • Hauteur - 1595 mm;
  • Poids - 87 kg;
  • Réservoir d'un volume de 300 litres.

Appareil

L'échangeur de chaleur n'est pas inclus dans l'emballage du ballon tampon. Aucune couche anti-corrosion n'est appliquée sur la surface intérieure, c'est pourquoi le réservoir ne peut être rempli que d'eau pour le chauffage.

Envelopper

Le cuir artificiel a été choisi pour sa production. Les dimensions de l'appareil sont telles qu'elles lui permettent de passer la porte sans aucun problème.

Isolation thermique

Sa qualité est considérée comme exceptionnellement élevée. Grâce à cela, la chaleur est stockée dans l'accumulateur pendant plusieurs jours, ce qui assure un chauffage uniforme de la maison.

Caractéristiques du

  • Peut être utilisé pour le chauffage fermé;
  • Vous permet d'installer des éléments chauffants;
  • Facile à utiliser et à installer.
  • Installation et maintenance simples
  • Utilisation d'énergie renouvelable
  • Conforme aux exigences de sécurité européennes
  • Livré sans échangeur de chaleur.

Le coût

Fonctionnalité des accumulateurs de chaleur

Le principe de fonctionnement de l'équipement est que pendant le fonctionnement de la chaudière, une partie de la chaleur est utilisée pour chauffer le liquide de refroidissement du réservoir supplémentaire. Le ballon connecté a une bonne isolation thermique et conserve parfaitement la chaleur reçue.Une fois la chaudière arrêtée, l'eau du système de chauffage se refroidit et les dispositifs de commande mettent en marche la pompe fournissant de l'eau chaude à partir du réservoir de stockage.

Ces cycles se poursuivent tant que la température de l'eau dans le réservoir supplémentaire reste suffisamment élevée. La durée totale de fonctionnement du système sans allumer la chaudière dépend du volume du réservoir supplémentaire. En pratique, il permet de chauffer des pièces de plusieurs heures à 2 jours.

L'accumulateur de chaleur remplit les fonctions suivantes:

  1. Il accumule la chaleur provenant de la chaudière du système et la restitue au fil du temps pour chauffer les pièces de la pièce.
  2. Empêche la possibilité de surchauffe de la chaudière en évacuant l'excès de chaleur de l'échangeur.
  3. Vous permet de combiner facilement différents appareils de chauffage (électrique, gaz, combustible solide) dans un système commun.
  4. Aide à améliorer les performances des équipements de chauffage, à réduire la consommation de carburant et à améliorer l'efficacité.
  5. Dans les systèmes avec chaudières à combustible solide, il vous permet d'exclure la surveillance constante de l'état des équipements de chauffage. En chauffant le liquide de refroidissement dans un réservoir supplémentaire, les propriétaires peuvent oublier la nécessité de charger constamment du carburant dans la chaudière.
  6. C'est une source d'eau chaude pour les besoins domestiques.

Schéma du système de chauffage

La rentabilité d'un système de chauffage avec un accumulateur de chaleur peut être considérée avec cet exemple.

Supposons qu'une chaudière de 10 kW soit installée dans le système de chauffage. Toutes les 3 heures, il est nécessaire de charger du bois de chauffage. Cela ne rentre en aucun cas dans les plans des propriétaires. Afin d'allonger les intervalles entre les charges, il est nécessaire d'utiliser une chaudière de plus grande capacité. Mais dans ce cas, l'ébullition du liquide de refroidissement est possible, car le système n'aura pas le temps d'évacuer toute la chaleur générée.

Le raccordement d'un accumulateur de chaleur d'une capacité d'environ 200 litres résout facilement le problème. L'équipement permet d'accumuler 110 kW d'énergie à condition que la chaudière soit complètement et fréquemment chargée. Par la suite, la chaleur accumulée maintiendra une température ambiante confortable pendant environ 10 heures. Le chargement de la chaudière avec du combustible n'est pas nécessaire pendant tout ce temps.

Avantages de l'utilisation d'un dispositif de stockage de chaleur

La particularité du fonctionnement des chaudières à combustible solide est que le rendement le plus élevé de combustion du combustible est obtenu dans le mode de puissance nominale. Dans ce cas, le liquide de refroidissement chauffe souvent plus que nécessaire.

Chaudière à combustible solide

L'excès de chaleur peut être stocké à l'aide d'un réservoir de stockage à utiliser après l'arrêt de la chaudière. Le principe de fonctionnement est le suivant:

  • pendant le fonctionnement de la chaudière, après que le liquide de refroidissement a atteint la température désirée, le liquide est chauffé dans un récipient supplémentaire;
  • le réservoir d'accumulateur, qui a une isolation thermique fiable, retient la chaleur entrante;
  • après l'arrêt de la chaudière et le refroidissement du liquide de refroidissement dans le système, le liquide chaud de l'accumulateur de chaleur est dirigé par la pompe vers le système de chauffage.

Si nécessaire, la chaudière est démarrée plusieurs fois à haute puissance jusqu'à ce que le degré requis de chauffage de l'eau dans le réservoir soit atteint. Après cela, le système de chauffage peut fonctionner sans allumer la chaudière, tant qu'une température suffisante du caloporteur est maintenue.

Conception et objectif des réservoirs de stockage

Selon le volume de l'accumulateur de chaleur et la surface de la maison chauffée, ce processus peut durer jusqu'à deux jours. Outre la possibilité de réduire la fréquence des charges régulières de carburant, le réservoir de stockage offre d'autres avantages:

  • rétention de la chaleur excessive pour une utilisation ultérieure;
  • protection de la chaudière contre la surchauffe;
  • la possibilité d'utiliser en parallèle des chaudières de chauffage de différents types;
  • augmentation de l'efficacité de la chaudière;
  • prolonger la durée de vie des équipements de chauffage;
  • réduction de la consommation de carburant;
  • eau de chauffage pour les besoins domestiques.

Conseils! L'utilisation d'un réservoir de stockage de secours réduit la limitation de l'utilisation de l'eau chaude pendant les heures de pointe.

Qu'est-ce qu'une capacité tampon d'accumulateur de chaleur et son objectif?

Le but de l'accumulateur de chaleur (TA) sera plus facile à décrire à l'aide de plusieurs exemples de tâches.

La première tâche. Le système de chauffage est basé sur une chaudière à combustible solide. Il n'est pas possible de surveiller en permanence la température du liquide de refroidissement à l'alimentation et de jeter du bois de chauffage à temps, de sorte que la température d'alimentation dépasse celle dont nous avons besoin, puis elle tombe en dessous de la norme. Comment maintenir la température requise du liquide de refroidissement?

La deuxième tâche. La maison est chauffée avec une chaudière électrique. L'approvisionnement en électricité est à deux tarifs. Comment réduire les coûts énergétiques en diminuant la consommation d'énergie le jour et en augmentant la nuit?

La troisième tâche. Il existe un système de chauffage dans lequel la chaleur est générée par des générateurs de chaleur fonctionnant avec différents types de combustibles et d'énergie, par exemple. gaz, électricité, énergie solaire (capteurs solaires), énergie du sol (pompe à chaleur). Comment assurer leur fonctionnement efficace sans perte de chaleur générée, quand il n'y en a pas besoin, tout en fournissant de la chaleur à la maison pendant les pics de consommation d'énergie?

Sans aller trop loin dans la théorie de l'ingénierie thermique, pour tous les problèmes une solution se propose sous la forme de l'installation d'un réservoir tampon dans le système, qui servirait de réservoir pour le fluide caloporteur et dans lequel sa température serait maintenue à une température donnée. niveau. C'est précisément une telle capacité tampon qu'un accumulateur de chaleur est. Pour résoudre ces problèmes, l'accumulateur de chaleur est généralement inclus "dans la coupure" du système avec la formation de la chaudière et des circuits de chauffage. Un schéma classique de l'inclusion d'un accumulateur de chaleur dans le système de chauffage est illustré dans la figure ci-dessous.

Stockage de chaleur pour la chaudière

Figure. Schéma de principe de la mise en service d'un ballon tampon (accumulateur de chaleur)

Les différentes manières de connecter le ballon tampon au système de chauffage se trouvent dans l'article "Schémas de raccordement d'un accumulateur de chaleur".

Actuellement, les accumulateurs de chaleur sont le plus souvent utilisés dans les systèmes de chauffage avec des chaudières à combustible solide. Dans ces systèmes, l'utilisation d'un accumulateur de chaleur permet de charger moins souvent du combustible, pour assurer un apport thermique confortable, quelles que soient les fluctuations de la température du fluide caloporteur à la sortie de la chaudière. Souvent, les réservoirs tampons sont installés avec des chaudières électriques pour économiser de l'argent en raison d'un taux de nuit réduit et dans des systèmes combinés avec l'utilisation simultanée de chaudières à combustible solide et électriques. Un accumulateur de chaleur (TA) est utile dans les systèmes et avec les chaudières à gaz, en particulier lorsque la puissance thermique minimale de la chaudière dépasse la charge thermique de l'installation. En raison des périodes plus longues de "chargement" du TA (chauffage du liquide de refroidissement), il est possible d'éviter "l'horloge" de la chaudière.

En plus d'être utilisé comme réservoir tampon, le TA remplit la fonction d'un collecteur à faibles pertes. Cette propriété de l'accumulateur de chaleur est particulièrement recherchée dans les systèmes avec des générateurs de chaleur fonctionnant sur différents types d'énergie (y compris alternative). En règle générale, ces sources de chaleur fonctionnent sur des caloporteurs spéciaux qui ne permettent pas le mélange avec d'autres types, nécessitent une température et un régime hydraulique uniques, souvent incompatibles avec les modes du circuit de chauffage (radiateur, chauffage par le sol). Par exemple, la plage de température d'une pompe à chaleur est généralement

5 ° C, et dans la boucle de distribution de chaleur, la plage de température peut être beaucoup plus large (10-20 ° C). Pour séparer les circuits, l'accumulateur de chaleur peut être équipé d'échangeurs de chaleur intégrés supplémentaires.

Qu'est-ce qu'un réservoir tampon pour une chaudière à combustible solide

Un ballon tampon (également un accumulateur de chaleur) est un ballon d'un certain volume rempli d'un liquide de refroidissement, dont le but est d'accumuler les excès de puissance thermique puis de les distribuer de manière plus rationnelle afin de chauffer une maison ou de fournir de l'eau chaude sanitaire (ECS ).

À quoi sert-il et quelle est son efficacité

Le plus souvent, le réservoir tampon est utilisé avec des chaudières à combustible solide, qui ont une certaine cyclicité, et cela s'applique également aux chaudières TT à combustion longue. Après l'allumage, le transfert de chaleur du carburant dans la chambre de combustion augmente rapidement et atteint ses valeurs maximales, après quoi la génération d'énergie thermique est éteinte, et lorsqu'il s'éteint, lorsqu'un nouveau lot de carburant n'est pas chargé, il s'arrête complètement. .

Les seules exceptions sont les chaudières à soute avec alimentation automatique, où, en raison d'un approvisionnement régulier et uniforme en combustible, la combustion se produit avec le même transfert de chaleur.

Avec une telle cyclicité, pendant la période de refroidissement ou d'atténuation, l'énergie thermique peut ne pas être suffisante pour maintenir une température confortable dans la maison. Dans le même temps, pendant la période de production de chaleur de pointe, la température dans la maison est beaucoup plus élevée que la température confortable, et une partie de l'excès de chaleur de la chambre de combustion s'envole simplement dans la cheminée, ce qui n'est pas le plus efficace et le plus efficace. utilisation économique du carburant.


Un schéma visuel de la connexion du ballon tampon, montrant le principe de son fonctionnement.

L'efficacité du réservoir tampon est mieux comprise sur un exemple spécifique. Un m3 d'eau (1000 l), lorsqu'il est refroidi à 1 ° C, dégage 1 à 1,16 kW de chaleur. Prenons comme exemple une maison moyenne avec une maçonnerie classique de 2 briques d'une superficie de 100 m2, dont la perte de chaleur est d'environ 10 kW. Un accumulateur de chaleur de 750 litres, chauffé par plusieurs pastilles à 80 ° C et refroidi à 40 ° C, donnera au système de chauffage environ 30 kW de chaleur. Pour la maison susmentionnée, cela équivaut à 3 heures supplémentaires de chauffage par batterie.

Parfois, un ballon tampon est également utilisé en combinaison avec une chaudière électrique, cela se justifie lors du chauffage de nuit: à des tarifs d'électricité réduits. Cependant, un tel système est rarement justifié, car pour accumuler une quantité de chaleur suffisante pour le chauffage de jour pendant la nuit, un réservoir n'est pas nécessaire pour 2 ou même 3 mille litres.

Appareil et principe de fonctionnement

L'accumulateur de chaleur est en règle générale un réservoir cylindrique vertical étanche, parfois isolé thermiquement. Il est un intermédiaire entre la chaudière et les appareils de chauffage. Les modèles standard sont équipés d'un raccordement de 2 paires de buses: première paire - alimentation et retour de la chaudière (petit circuit); la deuxième paire - l'alimentation et le retour du circuit de chauffage, divorcés autour de la maison. Le petit circuit et le circuit de chauffage ne se chevauchent pas.

Le principe de fonctionnement d'un accumulateur de chaleur en conjonction avec une chaudière à combustible solide est simple:

  1. Après l'allumage de la chaudière, la pompe de circulation pompe en permanence le liquide de refroidissement dans un petit circuit (entre l'échangeur de chaleur de la chaudière et le ballon). L'alimentation de la chaudière est reliée au tuyau de dérivation supérieur de l'accumulateur de chaleur et au retour à celui du bas. Grâce à cela, tout le réservoir tampon est rempli en douceur avec de l'eau chauffée, sans mouvement vertical prononcé d'eau chaude.
  2. D'autre part, l'alimentation des radiateurs de chauffage est reliée au haut du ballon tampon et le retour est relié au bas. Le caloporteur peut circuler à la fois sans pompe (si le système de chauffage est conçu pour une circulation naturelle) et de force. Encore une fois, un tel schéma de connexion minimise le mélange vertical, de sorte que le réservoir tampon transfère la chaleur accumulée aux batteries progressivement et de manière plus uniforme.

Si le volume et les autres caractéristiques du réservoir tampon pour une chaudière à combustible solide sont correctement sélectionnés, les pertes de chaleur peuvent être minimisées, ce qui affectera non seulement l'économie de carburant, mais également le confort du four. La chaleur accumulée dans un accumulateur de chaleur bien isolé est conservée pendant 30 à 40 heures ou plus.

De plus, en raison d'un volume suffisant, beaucoup plus important que dans le système de chauffage, absolument toute la chaleur dégagée est accumulée (en fonction du rendement de la chaudière). Déjà après 1 à 3 heures de fonctionnement du four, même avec un amortissement complet, un accumulateur de chaleur entièrement «chargé» est disponible.

Types de structures

photoDispositif de réservoir tamponDescription des traits distinctifs

Réservoir tampon standard, décrit précédemment avec connexion directe en haut et en bas.Ces modèles sont les moins chers et les plus couramment utilisés. Convient aux systèmes de chauffage standard où tous les circuits ont la même pression de service maximale admissible, le même caloporteur et la température de l'eau chauffée par la chaudière ne dépasse pas le maximum admissible pour les radiateurs.
Ballon tampon avec un échangeur de chaleur interne supplémentaire (généralement sous la forme d'un serpentin).Un dispositif avec un échangeur de chaleur supplémentaire est nécessaire à une pression plus élevée d'un petit circuit, ce qui est inacceptable pour le chauffage des radiateurs. Si un échangeur de chaleur supplémentaire est connecté à une paire de buses séparée, une (deuxième) source de chaleur supplémentaire peut être connectée, par exemple, chaudière TT + chaudière électrique. Vous pouvez également séparer le liquide de refroidissement (par exemple: eau dans le circuit supplémentaire; antigel dans le système de chauffage)

Ballon de stockage avec un circuit supplémentaire et un autre circuit pour ECS. L'échangeur de chaleur pour l'alimentation en eau chaude est constitué d'alliages qui ne violent pas les normes sanitaires et les exigences relatives à l'eau utilisée pour la cuisson.Il est utilisé en remplacement d'une chaudière à double circuit. De plus, il présente l'avantage d'une alimentation en eau chaude quasi instantanée, tandis qu'une chaudière à double circuit nécessite 15 à 20 secondes pour la préparer et la livrer au point de consommation.
La conception est similaire à la précédente, cependant, l'échangeur de chaleur ECS n'est pas réalisé sous la forme d'un serpentin, mais sous la forme d'un réservoir interne séparé.En plus des avantages décrits ci-dessus, le réservoir interne supprime les limitations de capacité en eau chaude. Le volume total du ballon ECS peut être utilisé pour une consommation simultanée illimitée, après quoi un temps est nécessaire pour le chauffage. Habituellement, le volume du réservoir interne est suffisant pour au moins 2 à 4 personnes se baignant d'affilée.

Tous les types de réservoirs tampons décrits ci-dessus peuvent avoir un plus grand nombre de paires de buses, ce qui permet de différencier les paramètres du système de chauffage par zones, de connecter en plus un plancher chauffé à l'eau, etc.

Comment calculer le volume d'un accumulateur de chaleur

Si vous le souhaitez, il est facile de trouver des méthodes de calcul du volume d'un accumulateur de chaleur sur Internet, mais aucune d'entre elles ne me convenait.

Certains "experts" recommandent de multiplier la puissance maximale de la chaudière existante en kilowatts par un certain coefficient, et ce coefficient sur différents sites diffère deux fois ou plus - de 25 à 50. À mon avis, c'est un non-sens complet. Tout simplement parce que le résultat obtenu n'a rien à voir avec votre habitation particulière, ni vos souhaits quant à la fréquence à laquelle vous souhaitez chauffer la chaudière.

Une technique normale prend en compte tous les facteurs: le climat de votre région, l'isolation thermique de la maison et vos idées sur le confort. De manière amiable, ce calcul devra également être effectué plusieurs fois pour différentes conditions de température, et sélectionner le volume maximum de l'accumulateur de chaleur. Et, en passant, la puissance de la chaudière dans la méthode correcte est obtenue à la suite de calculs, et non selon le principe "ce que c'était, il a été livré comme ça". Mais tout cela est assez compliqué et convient mieux aux chaufferies et non aux ménages privés.

Je l'ai fait beaucoup plus facilement. J'ai fait le calcul de l'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide comme suit.

  1. Il est nécessaire d'estimer la quantité de chaleur dont la maison a besoin par jour. C'est la partie la plus difficile et la plus responsable du travail. Encore une fois, vous pouvez vous plonger dans les calculs (dans les manuels des universités de construction, vous pouvez trouver toutes les techniques nécessaires). Mais, si possible, il est plus facile et plus fiable d'effectuer une mesure directe - simplement en chauffant la maison par temps froid et en mesurant la quantité de combustible utilisée. Ma maison est relativement petite - un peu moins de 100 mètres carrés. m, et assez chaud. Par conséquent, il s'est avéré qu'à une température extérieure d'environ 0 degré, pour maintenir une température confortable, 50 kW * h sont nécessaires avec une marge solide, pour - 10 degrés - 100 kW * h, pour - 20 degrés - 150 kW * h.
  2. Le choix d'une chaudière est très simple. Les chaudières les plus courantes ont une puissance d'environ 25 kW et à partir d'une charge maximale donnent cette puissance pendant environ 3 heures. Par conséquent, un petit bois donne environ 75 kWh de chaleur. Pour une température nulle, par conséquent, même une charge complète sera trop pour moi. Et pour -20 degrés, il suffira de chauffer 2 fois par jour. J'étais assez satisfait de cette option.
  3. Maintenant, le volume réel de l'accumulateur de chaleur. La capacité thermique de l'eau est de 4,2 kJ par litre et par degré. la température maximale dans l'accumulateur de chaleur est de 95 degrés, la température confortable de l'eau dans le système de chauffage est de 55 degrés. Autrement dit, 40 degrés de différence. En d'autres termes, 1 litre d'eau dans un accumulateur de chaleur peut stocker 168 kJ de chaleur, soit 46 Wh. Et 1000 litres, respectivement - 46 kWh. Il en découle que pour conserver la chaleur d'une pleine charge de la chaudière, j'ai besoin d'un accumulateur de chaleur pour 1500 litres. Tout cela avec une marge. En fait, il en faut un peu moins, mais après avoir étudié les prix des réservoirs tampons, j'ai décidé de l'ignorer.

Ce calcul signifie qu'en cas de fortes gelées, je dois chauffer la chaudière deux fois par jour, et en cas de gelées très violentes, je dois la chauffer trois fois. De plus, cela doit être fait uniformément tout au long de la journée: matin et soir ou matin, en début de soirée et avant le coucher. Et lorsqu'il n'y a pas de gros gel, je ne déclenche la chaudière qu'une seule fois - à tout moment de la journée.

Bien sûr, si vous installez un accumulateur de chaleur encore plus grand, vous pouvez rendre votre vie encore plus confortable. Mais ici, nous devons déjà faire face au fait qu'un grand baril a besoin de beaucoup d'espace.

Avantages et inconvénients

Un système de chauffage avec accumulateur de chaleur, dans lequel une installation à combustible solide sert de source de chaleur, présente de nombreux avantages:

  • Amélioration des conditions de confort dans la maison, car après la combustion du combustible, le système de chauffage continue de chauffer la maison avec de l'eau chaude du réservoir. Il n'est pas nécessaire de se lever au milieu de la nuit et de charger une partie de bois de chauffage dans la chambre de combustion.
  • La présence d'un récipient protège la chemise d'eau de la chaudière de l'ébullition et de la destruction. Si l'électricité est soudainement coupée ou si les têtes thermostatiques installées sur les radiateurs coupent le liquide de refroidissement en raison de l'atteinte de la température souhaitée, la source de chaleur chauffera l'eau du réservoir. Pendant ce temps, l'alimentation électrique peut reprendre ou le générateur diesel démarrera.
  • L'alimentation en eau froide de la conduite de retour à l'échangeur de chaleur en fonte chauffée au rouge après un démarrage soudain de la pompe de circulation est exclue.
  • Les accumulateurs de chaleur peuvent être utilisés comme diviseurs hydrauliques dans le système de chauffage (flèches hydrauliques). Cela rend le fonctionnement de toutes les branches du circuit indépendant, ce qui permet des économies supplémentaires d'énergie thermique.

Le coût plus élevé de l'installation de l'ensemble du système et les exigences de placement de l'équipement sont les seuls inconvénients de l'utilisation des réservoirs de stockage. Cependant, ces investissements et inconvénients seront suivis de coûts d'exploitation minimes à long terme.

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Calcul de la capacité de l'accumulateur de chaleur

La méthodologie de calcul peut être différente selon le schéma d'application. Voici un tableau de calcul approximatif:

  1. Détermination de la charge maximale de carburant. Par exemple, la chambre de combustion peut contenir 20 kg de bois de chauffage. 1 kg de bois de chauffage peut libérer 3,5 kWh d'énergie. Ainsi, lors de la combustion d'un signet de bois de chauffage, la chaudière donnera 20 3,5 = 70 kWh de chaleur. Le temps nécessaire à la gravure d'un signet complet peut être déterminé de manière empirique ou calculé. Si la puissance de la chaudière est, par exemple, 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
  2. Température du caloporteur dans le système de chauffage. Si le système est déjà installé, il suffit de mesurer la température à l'entrée et à la sortie et de déterminer la perte de chaleur.
  3. Détermination de la fréquence de téléchargement souhaitée. Par exemple, le chargement est possible le matin et le soir, mais il n'est pas possible de faire l'entretien de la chaudière de jour et de nuit.

Calcul de l'accumulateur de chaleur

Si, par exemple, la perte de chaleur de la pièce est de 6,7 kW par heure, alors ce sera 160 kW par jour. Dans cet exemple, il s'agit d'un peu plus de deux remplissages de carburant. Comme il a été défini ci-dessus, un onglet de bois de chauffage brûle pendant environ 3 heures, libérant 70 kWh d'énergie thermique.

Le besoin de chauffage de la maison est de 6,7 3 = 20,1 kWh, la réserve du réservoir de stockage sera de 70-20,1 = 49,9, soit environ 50 kWh. Cette énergie sera suffisante pour une période de 50: 6,7 - soit environ 7 heures, ce qui signifie que deux collations complètes et une incomplète sont nécessaires par jour.

Stockage de chaleur pour la chaudière

Sur la base de ces calculs, après avoir envisagé plusieurs options, nous nous arrêterons à ceci: à 23 heures, un chargement incomplet est effectué, à 6 heures et 18 heures - plein. Si vous tracez un graphique du niveau de charge de l'accumulateur de chaleur, vous pouvez voir que la charge maximale tombe sur 60 kWh à 9 heures du matin.

Puisque 1 kWh = 3600 kJ, la réserve devrait être de 60 3600 = 216000 kJ d'énergie thermique. La réserve de température (la différence entre l'indicateur d'eau maximum et le débit requis) est de 95-57 = 38 ° С. Capacité calorifique de l'eau 4,187 kJ. Ainsi, 216000 / (4,18738) = 1350 kg. Dans ce cas, le volume requis de l'accumulateur de chaleur sera de 1,35 m3.

L'exemple considéré donne une idée générale de la façon dont la capacité du réservoir de stockage est calculée. Dans chaque cas, il est nécessaire de prendre en compte les particularités du système de chauffage et les conditions de son fonctionnement.

Stockage de chaleur pour la chaudière

Caractéristiques de l'installation d'un accumulateur de chaleur

Avant d'installer l'équipement, une conception détaillée doit être établie. Il est nécessaire de prendre en compte toutes les exigences des fabricants d'équipements de chauffage. Lors de l'installation du réservoir de stockage, les règles suivantes doivent être respectées:

  • La surface du conteneur doit avoir une isolation thermique fiable.
  • Des thermomètres doivent être installés à l'entrée et à la sortie pour surveiller la température de l'eau.
  • Le plus souvent, les réservoirs volumétriques ne rentrent pas dans l'embrasure de la porte. S'il n'est pas possible de faire entrer le réservoir avant la fin de la construction, vous devrez utiliser une version pliable ou plusieurs réservoirs plus petits.
  • Un filtre grossier est souhaitable sur le tuyau d'entrée.
  • Une soupape de sécurité et un manomètre doivent être installés près du réservoir. Il devrait également y avoir une soupape de purge d'air dans le réservoir lui-même.
  • Il doit être possible de vidanger l'eau du réservoir.

L'utilisation d'un accumulateur de chaleur dans un système avec une chaudière à combustible solide augmente l'efficacité du générateur de chaleur et sa durée de vie, et permet également une consommation de carburant plus économique. La possibilité de chargement moins fréquent de combustible rend l'utilisation de la chaudière de chauffage plus pratique pour le consommateur. Le calcul de la capacité requise du réservoir de stockage doit tenir compte du type de chaudière, des caractéristiques du système de chauffage et des conditions de son fonctionnement.

Malgré la simplicité de l'appareil, et les avantages évidents de l'utilisation d'accumulateurs de chaleur, ce type d'équipement n'est pas encore très courant. Dans cet article, nous allons essayer de parler de ce qu'est un accumulateur de chaleur et des avantages qu'il apporte avec son utilisation dans les systèmes de chauffage.

Schéma de raccordement de l'accumulateur de chaleur

Le mode de raccordement de l'accumulateur de chaleur au système de chauffage est indiqué à la page 19 du passeport chaudière "Stropuva". Le ballon tampon est raccordé selon le principe suivant:

Le circuit de la chaudière est toujours connecté à l'accumulateur de chaleur en parallèle, c'est-à-dire que le tuyau d'alimentation est connecté par le haut et le tuyau de retour est connecté par le bas. Dans le même temps, afin d'empêcher l'alimentation en réfrigérant froid de la chaudière, le circuit est équipé d'un bloc d'adjuvants (unité de mélange).

La pompe principale fait circuler le fluide caloporteur dans le système et la pompe du circuit de la chaudière sert à pomper le retour dans la chaudière.Pour le chargement normal de l'accumulateur de chaleur et le chauffage simultané des radiateurs, les flux de liquide de refroidissement à l'intérieur du ballon tampon doivent se déplacer horizontalement. Pour pouvoir contrôler ce processus, des capteurs de température sont installés aux deux entrées de retour du réservoir. La régulation du débit est effectuée manuellement à l'aide d'une vanne d'équilibrage. Dans ce cas, il faut s'assurer que la température à l'entrée du retour vers le réservoir est plus basse qu'à la sortie.

Application d'accumulateurs de chaleur

Il existe plusieurs méthodes pour calculer le volume d'un réservoir. L'expérience pratique montre qu'en moyenne, 25 litres d'eau sont nécessaires pour chaque kilowatt d'équipement de chauffage. L'efficacité des chaudières à combustible solide, qui comprend un système de chauffage avec un accumulateur de chaleur, augmente à 84%. En nivelant les pics de combustion, jusqu'à 30% des ressources énergétiques sont économisées.

Lors de l'utilisation de réservoirs pour l'alimentation en eau chaude sanitaire, il n'y a pas d'interruptions pendant les heures de pointe. La nuit, lorsque les besoins sont réduits à zéro, le liquide de refroidissement dans le réservoir accumule de la chaleur et le matin répond à nouveau à tous les besoins.

L'isolation thermique fiable de l'appareil avec de la mousse de polyuréthane (mousse de polyuréthane) aide à maintenir la température. De plus, il est possible d'installer des éléments chauffants, ce qui permet de «rattraper» rapidement la température souhaitée en cas d'urgence.

Vue en coupe de l'accumulateur de chaleur

Le stockage de chaleur est recommandé dans les cas:

  • grand besoin d'approvisionnement en eau chaude. Dans un gîte, où vivent plus de 5 personnes, et deux salles de bain sont installées, c'est un véritable moyen d'améliorer les conditions de vie;
  • lors de l'utilisation de chaudières à combustible solide. Les accumulateurs facilitent le fonctionnement des équipements de chauffage à l'heure de la plus grande charge, éliminent l'excès de chaleur, empêchent l'ébullition et augmentent également le temps entre le remplissage du combustible solide;
  • lors de l'utilisation de l'énergie électrique à des tarifs distincts pour la journée et la nuit;
  • dans les cas où des batteries solaires ou éoliennes sont installées pour stocker l'énergie électrique;
  • lors de l'utilisation de pompes de circulation dans le système d'alimentation en chaleur.

Ce système est parfait pour les pièces chauffées avec des radiateurs ou un chauffage par le sol. Ses avantages sont qu'il est capable de stocker de l'énergie provenant de différentes sources. Le système d'alimentation combiné vous permet de choisir l'option la plus optimale pour générer de la chaleur pendant une période de temps donnée.

Caractéristiques de la conception de l'accumulateur de chaleur

L'appareil est un récipient cylindrique en acier inoxydable ou en acier noir. Les dimensions du conteneur dépendent de son volume, qui varie de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de milliers de litres. En raison des volumes importants, un tel dispositif est difficile à placer dans une chaufferie existante, il doit donc souvent être complété. Il existe des modèles avec isolation thermique d'usine et des conteneurs sans.

Lors de l'installation de l'accumulateur de chaleur, il faut garder à l'esprit que l'épaisseur de l'isolation est de 10 cm.Après cela, une enveloppe en cuir est placée sur le dessus du réservoir. À l'intérieur du réservoir, il y a un liquide de refroidissement qui, lorsque le carburant est brûlé dans la chaudière, se réchauffe rapidement et conserve la chaleur pendant une longue période grâce à une couche d'isolation. Après avoir arrêté le fonctionnement de la chaudière, l'accumulateur cède sa chaleur à la pièce et la chauffe. Pour cette raison, la chaudière n'aura pas besoin d'être allumée aussi souvent qu'avant.

Stockage de chaleur pour la chaudière

Selon leur conception, les capacités de l'accumulateur de chaleur sont:

  • avec une chaudière située à l'intérieur. Cette conception a été créée pour fournir aux logements de l'eau chaude provenant d'une source autonome;
  • avec un ou deux échangeurs de chaleur;
  • vide (pas de liquide de refroidissement).

Des trous filetés sont prévus pour connecter le dispositif de stockage à la chaudière et au système de chauffage de la maison.

Variétés de modèles de stockage de chaleur

Tous les réservoirs tampons remplissent presque la même fonction, mais présentent certaines caractéristiques de conception.

Les fabricants produisent des unités de stockage de trois types:

  • creux (sans échangeurs de chaleur internes);
  • avec une ou deux bobinesassurer un fonctionnement plus efficace des équipements;
  • avec cuves de chaudière intégrées petit diamètre, conçu pour le bon fonctionnement d'un complexe individuel d'alimentation en eau chaude pour une maison privée.

L'accumulateur de chaleur est connecté à la chaudière de chauffage et au câblage de communication du système de chauffage domestique à travers les trous filetés situés dans le boîtier extérieur de l'unité.

Comment fonctionne une unité creuse?

L'appareil, qui n'a ni serpentin ni chaudière intégrée à l'intérieur, fait partie des types d'équipement les plus simples et est moins cher que ses homologues plus "sophistiqués".

Il est connecté à une ou plusieurs sources d'alimentation (selon les besoins des propriétaires) via les communications centrales, puis à travers les tuyaux de dérivation 1 ½, il est câblé aux points de consommation.

Il est prévu d'installer un élément chauffant supplémentaire fonctionnant à l'énergie électrique. L'unité fournit un chauffage de haute qualité de l'immobilier résidentiel, minimise le risque de surchauffe du liquide de refroidissement et rend le fonctionnement du système totalement sûr pour le consommateur.

Stockage de chaleur creuse
Lorsqu'un bâtiment résidentiel dispose déjà d'un système d'alimentation en eau chaude séparé et que les propriétaires ne prévoient pas d'utiliser des sources de chaleur solaire pour chauffer la pièce, il est conseillé d'économiser de l'argent et d'installer un réservoir tampon creux, dans lequel toute la surface utilisable de le réservoir est donné au liquide de refroidissement et n'est pas occupé par des bobines

Unité de stockage de chaleur avec un ou deux serpentins

Un accumulateur de chaleur équipé d'un ou deux échangeurs de chaleur (serpentins) est une version progressive de l'équipement pour une large gamme d'applications. La bobine supérieure de la structure est responsable de la sélection de l'énergie thermique et la bobine inférieure effectue un chauffage intensif du réservoir tampon lui-même.

Circuit d'accumulateur de chaleur avec bobines
Un appareil équipé d'échangeurs de chaleur a un prix plus élevé qu'une unité creuse, mais les coûts sont ici justifiés. L'appareil étend considérablement les fonctionnalités du système et rend son travail beaucoup plus efficace

La présence d'unités d'échange de chaleur dans l'unité vous permet de recevoir de l'eau chaude pour les besoins domestiques 24 heures sur 24, de chauffer le ballon du capteur solaire, de réchauffer les allées de la maison et d'utiliser la chaleur utile le plus efficacement possible pour tout autre à des fins pratiques.

Module de chaudière interne

L'accumulateur de chaleur avec chaudière intégrée est une unité progressive qui non seulement accumule l'excès de chaleur généré par la chaudière, mais assure également l'alimentation en eau chaude du robinet à des fins domestiques.

Le réservoir interne de la chaudière est en acier allié inoxydable et équipé d'une anode en magnésium. Il réduit la dureté de l'eau et empêche la formation de calcaire sur les parois.

Stockage de chaleur de grande capacité
Les propriétaires choisissent eux-mêmes le volume approprié du réservoir tampon, mais les experts disent qu'il n'y a aucun sens pratique à acheter un réservoir de moins de 150 litres.

L'unité de ce type est connectée à diverses sources d'énergie et fonctionne correctement avec les systèmes ouverts et fermés. Il contrôle le niveau de température du liquide de refroidissement en service et protège le complexe de chauffage de la surchauffe de la chaudière.

Optimise la consommation de carburant et réduit le nombre et la fréquence des téléchargements. Compatible avec les capteurs solaires de tous les modèles et peut fonctionner comme un substitut à un pointeur hydraulique.

Arrière-plan

Il se trouve qu'il y a quelque temps, j'ai acheté une maison privée à quelque distance de la civilisation. La distance de la civilisation est principalement déterminée par le fait qu'il n'y a pas du tout de gaz là-bas. Et la puissance autorisée de la connexion électrique ne fournit pas la capacité technique de chauffer la maison à l'électricité.La seule véritable source de chaleur en hiver est l'utilisation de combustibles solides. En d'autres termes, la maison était équipée d'un poêle que l'ancien propriétaire chauffait au bois et au charbon.

Si quelqu'un a de l'expérience dans l'utilisation du poêle, il n'a pas besoin de lui expliquer que cette activité nécessite une surveillance constante. Même par temps pas trop froid, il est impossible de mettre du bois de chauffage dans le poêle une fois et de «l'oublier». Si vous mettez trop de bois, la maison deviendra chaude. Et une fois le combustible brûlé, la maison se refroidira rapidement de toute façon. Bon gré mal gré, pour maintenir une température confortable, vous devez constamment ajouter un peu de bois de chauffage. Et en cas de fortes gelées, le four ne peut pas être laissé sans surveillance, même pendant 3-4 heures. Si vous ne voulez pas vous réveiller dans une pièce froide le matin, ayez la gentillesse d'aller au poêle au moins une fois par nuit ...

Bien sûr, je n'avais aucune envie de travailler comme pompier. Et j'ai donc immédiatement commencé à réfléchir à un moyen de chauffage plus pratique. Bien sûr, s'il était impossible d'utiliser le gaz ou l'électricité, seul un système de chauffage à combustible solide moderne pourrait le devenir, composé d'une chaudière à combustible solide, d'un accumulateur de chaleur et de l'automatisation la plus simple pour allumer et éteindre la pompe de recirculation.

Pourquoi une chaudière moderne est-elle meilleure qu'un poêle conventionnel? Cela prend beaucoup moins de place, vous pouvez y mettre plus de carburant, cela permet une meilleure combustion de ce carburant à charge maximale, et théoriquement, il peut être utilisé pour laisser la majeure partie de la chaleur dans la maison, et ne pas être rejeté dans la cheminée. Mais contrairement à un poêle, une chaudière à combustible solide est pratiquement impossible à utiliser sans accumulateur de chaleur. J'écris à ce sujet avec tant de détails, car je connais beaucoup de gens qui ont essayé de chauffer une maison avec de telles chaudières, en les connectant directement aux tuyaux de chauffage. Ils n'ont rien fait de bien.

Qu'est-ce qu'un accumulateur de chaleur ou, comme on l'appelle aussi, un ballon tampon? Dans le cas le plus simple, il ne s'agit que d'un gros baril d'eau dont les parois ont une bonne isolation thermique. La chaudière chauffe l'eau de ce baril en deux à trois heures de fonctionnement. Et puis cette eau chaude circule dans le système de chauffage jusqu'à ce qu'elle refroidisse. En refroidissant, la chaudière doit être rallumée. L'accumulateur de chaleur le plus simple peut être facilement réalisé par n'importe quel soudeur. Mais après une courte réflexion, j'ai abandonné cette idée et j'en ai acheté une toute faite. Depuis que je vis en Ukraine, je me suis tourné vers et je ne l'ai jamais regretté: ici, les réservoirs d'accumulation sont fabriqués de manière professionnelle et très efficace.

En fonction du volume de l'accumulateur de chaleur, de la puissance de la chaudière et de la quantité de chaleur dont la maison a besoin, la chaudière n'a pas besoin d'être chauffée en permanence, mais une ou deux fois par jour, voire une fois tous les deux ou trois jours.

Calcul du volume du ballon tampon de la chaudière

La solution la plus optimale à ce problème sera l'attribution de sa mise en œuvre aux chauffagistes. Le calcul du volume de l'accumulateur de chaleur pour l'ensemble du système de chauffage d'une maison privée nécessite de prendre en compte divers facteurs connus d'eux seuls. Malgré cela, les calculs préliminaires peuvent être effectués indépendamment. Pour cela, en plus des connaissances générales en physique et en mathématiques, vous aurez besoin d'une calculatrice et d'une feuille de papier vierge.

On retrouve les données suivantes

:

  • puissance de la chaudière, kW;
  • temps de combustion du carburant actif;
  • puissance thermique de chauffage de la maison, kW;
  • Efficacité de la chaudière;
  • température dans le tuyau d'alimentation et "retour".

Prenons un exemple de calcul préliminaire. La surface chauffée est de 200 m 2. Le temps de combustion active de la chaudière est de 8 heures, la température du liquide de refroidissement pendant le chauffage est de 90 ° C, dans le circuit de retour est de 40 ° C.La puissance thermique estimée des pièces chauffées est 10 kW. Avec de telles données initiales, l'appareil de chauffage recevra 80 kW (10 × 8) d'énergie.

Nous calculons la capacité tampon d'une chaudière à combustible solide par la capacité calorifique de l'eau

:

où: m est la masse d'eau dans le réservoir (kg); Q est la quantité de chaleur (W); ∆t est la différence entre la température de l'eau dans les tuyaux d'alimentation et de retour (° С); 1,163 est le capacité thermique spécifique de l'eau (W / kg ° С) ...

Stockage de chaleur pour la chaudière
Calcul de la capacité tampon d'une chaudière à combustible solide

En remplaçant les nombres de la formule, nous obtenons 1375 kg d'eau ou 1,4 m 3 (80 000 / 1,163 × 50). Ainsi, pour un système de chauffage d'une maison d'une superficie de 200 m 2, il est nécessaire d'installer un TA d'une capacité de 1,4 m 3. Connaissant ce chiffre, vous pouvez vous rendre en toute sécurité au magasin et voir quel accumulateur de chaleur est acceptable.

Les dimensions, le prix, l'équipement, le fabricant sont déjà facilement identifiables. En comparant les facteurs connus, il n'est pas difficile de faire une sélection préliminaire d'un accumulateur de chaleur pour une maison. Ce calcul est pertinent dans le cas où la maison est construite, le système de chauffage a déjà été installé. Le résultat du calcul montrera s'il est nécessaire de démonter les portes en raison des dimensions du TA. Après avoir évalué la possibilité de l'installer dans un endroit permanent, le calcul final de l'accumulateur de chaleur pour la chaudière à combustible solide installée dans le système est effectué.

Après avoir collecté des données sur le système de chauffage, nous effectuons des calculs à l'aide de la formule

:

où: W est la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le liquide de refroidissement; m est la masse d'eau; c est la capacité thermique; ∆t est la température de chauffage de l'eau;

De plus, vous avez besoin de la valeur de k - l'efficacité de la chaudière.

À partir de la formule (1), nous trouvons la masse: m = W / (c × ∆t) (2)

Le rendement de la chaudière étant connu, on raffine la formule (1) et on obtient W = m × c × ∆t × k (3) à partir de laquelle on trouve la masse d'eau mise à jour m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Voyons comment calculer un accumulateur de chaleur pour une maison. Une chaudière de 20 kW est installée dans le système de chauffage (indiqué dans les données du passeport). La languette de carburant brûle en 2,5 heures. Pour chauffer une maison, vous avez besoin de 8,5 kW / 1 heure d'énergie. Cela signifie que lors de la combustion d'un signet, 20 × 2,5 = 50 kW seront obtenus

Le chauffage des locaux consommera 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

La chaleur excédentaire produite 50 - 21,5 = 28,5 kW est stockée dans le TA.

La température à laquelle le liquide de refroidissement est chauffé est de 35 ° C (La différence de température dans les tuyaux d'alimentation et de retour. Déterminée par mesure pendant le fonctionnement du système de chauffage). En substituant les valeurs recherchées dans la formule (4), on obtient 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Ce chiffre signifie que pour stocker la chaleur générée par la chaudière, il est nécessaire de disposer de 875 kg de caloporteur. Pour ce faire, vous avez besoin d'un réservoir tampon pour l'ensemble du système avec un volume de 0,875 m 3. Ces calculs légers facilitent le choix d'un accumulateur de chaleur pour le chauffage des chaudières.

Conseils. Pour un calcul plus précis du volume du réservoir tampon, il est préférable de contacter un spécialiste.

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