Las calderas de combustible sólido no pueden funcionar durante mucho tiempo sin la intervención de una persona que periódicamente debe cargar leña en la cámara de combustión. Si esto no se hace, el sistema comenzará a enfriarse, la temperatura en la casa bajará. En el caso de un corte de energía con un horno completamente encendido, existe el peligro de que el refrigerante hierva en la cubierta de la unidad y su posterior destrucción. Todos estos problemas se pueden resolver instalando un acumulador de calor para calderas de calefacción. También podrá realizar la función de proteger las instalaciones de hierro fundido del agrietamiento durante una fuerte caída de temperatura en el agua de la red.

Tubería de una caldera de combustible sólido con acumulador de calor

Cálculo de la capacidad tampón de la caldera.

El papel del acumulador de calor en el esquema general de calefacción es el siguiente: durante el funcionamiento de la caldera en modo normal, acumula energía térmica y, después de atenuar el horno, la entrega a los radiadores durante un cierto período de tiempo. Estructuralmente, un acumulador de calor para una caldera de combustible sólido es un tanque de agua aislado con una capacidad estimada. Se puede instalar tanto en la sala del horno como en una habitación separada de la casa. No tiene sentido poner un tanque de este tipo en la calle, ya que el agua se enfriará mucho más rápido que dentro del edificio.

Dada la disponibilidad de espacio libre en la casa, el cálculo de un acumulador de calor para una caldera de combustible sólido en la práctica se realiza de la siguiente manera: la capacidad del tanque se toma de la proporción de 25-50 litros de agua por 1 kW de potencia requerida para calentar la casa. Para un cálculo más preciso de la capacidad de reserva de la caldera, se supone que el agua en el tanque se calentará hasta 90 ⁰С durante el funcionamiento de la planta de calderas y, después de que se apague, emitirá calor y enfriar hasta 50 ⁰С. Para una diferencia de temperatura de 40 ⁰С, los valores del calor emitido para diferentes volúmenes de tanque se presentan en la tabla.

Tabla de valores de salida de calor para diferentes tamaños de tanque

Incluso si hay espacio en el edificio para instalar una gran capacidad, no siempre tiene sentido. Debe recordarse que será necesario calentar una gran cantidad de agua, luego la potencia de la caldera en sí debe ser inicialmente 2 veces más de lo que se necesita para calentar el hogar. Un tanque demasiado pequeño no realizará sus funciones, ya que no podrá acumular suficiente calor.

La elección de un acumulador de calor para una caldera de combustible sólido está influenciada por la disponibilidad de espacio libre en la habitación. Al comprar un tanque de almacenamiento grande, será necesario proporcionar una base, ya que los equipos con una masa significativa no se pueden colocar en pisos ordinarios. Si, según el cálculo, se requiere un tanque con un volumen de 1 m 3 y no hay suficiente espacio para su instalación, puede comprar 2 productos de 0,5 m 3 cada uno, colocándolos en diferentes lugares.

Acumulador de calor para caldera de combustible sólido

Otro punto es la presencia de un sistema de agua caliente en la casa. En el caso de que la caldera no tenga su propio circuito de calentamiento de agua, es posible comprar un acumulador de calor con dicho circuito. No es de poca importancia el valor de la presión de trabajo en el sistema de calefacción, que en los edificios residenciales tradicionalmente no debe superar los 3 bar. En algunos casos, la presión alcanza los 4 bar si se utiliza como fuente de calor una potente unidad casera. Luego, el acumulador de calor para el sistema de calefacción deberá elegir un diseño especial, con una cubierta torusférica.

Algunos acumuladores de agua caliente fabricados en fábrica están equipados con un elemento calefactor eléctrico instalado en la parte superior del depósito. Tal solución técnica no permitirá que el refrigerante se enfríe por completo después de que la caldera se detenga, la zona superior del tanque se calentará. Se suministrará ACS para las necesidades del hogar.

Circuito de conmutación simple con mezcla

El dispositivo de almacenamiento se puede incluir en el sistema según diferentes esquemas. La tubería más simple de una caldera de combustible sólido con acumulador de calor es adecuada para trabajar con sistemas de suministro de refrigerante gravitacional y funcionará en caso de un corte de energía. Para hacer esto, el tanque debe instalarse sobre los radiadores de calefacción. El circuito incluye una bomba de circulación, una válvula termostática de tres vías y una válvula de retención. Al comienzo del ciclo de calefacción, el agua, impulsada por la bomba, pasa a través de la tubería de suministro desde la fuente de calor a través de la válvula de tres vías hasta los calentadores. Esto continúa hasta que la temperatura de flujo alcanza un cierto valor, por ejemplo, 60°C.

A esta temperatura, la válvula comienza a mezclar agua fría en el sistema desde la tubería inferior del tanque, observando la temperatura establecida de 60 ⁰С en la salida. A través del tubo superior, conectado directamente a la caldera, el agua calentada comenzará a fluir hacia el tanque, la batería comenzará a cargarse. Cuando la leña esté completamente quemada en la cámara de combustión, la temperatura en la tubería de suministro comenzará a descender. Cuando llegue a menos de 60 ⁰С, el termostato cortará gradualmente el suministro de la fuente de calor y abrirá el flujo de agua del tanque. Ésta, a su vez, se irá llenando progresivamente de agua fría procedente de la caldera y al final del ciclo la válvula de tres vías volverá a su posición original.

La válvula de retención, conectada en paralelo con el termostato de tres vías, se activa cuando la bomba de circulación se detiene. Luego, la caldera con un acumulador de calor funcionará directamente, el refrigerante irá a los dispositivos de calefacción directamente desde el tanque, que se repondrá con agua de la fuente de calor. El termostato en este caso no interviene en el funcionamiento del circuito.

Esquema con separación hidráulica

Otro esquema de conexión, más complejo, implica un suministro ininterrumpido de electricidad. Si esto no es posible, entonces es necesario prever la conexión a la red a través de una fuente de alimentación ininterrumpida. Otra opción es utilizar centrales eléctricas de diésel o gasolina. En el caso anterior, la conexión del acumulador de calor a la caldera de combustibles sólidos era independiente, es decir, el sistema podía funcionar separado del tanque. En este esquema, la batería actúa como depósito de inercia (separador hidráulico). En el circuito primario está integrado un grupo especial de mezcla (LADDOMAT), por el que circula el agua cuando se enciende la caldera.

Conexión de un acumulador de calor a una caldera de combustible sólido

Bloquear elementos:

• bomba de circulación;
• válvula termostática de tres vías;
• la válvula de retención;
• sumidero;
• Válvulas de bola;
• dispositivos de control de temperatura.

Diferencias con el esquema anterior: todos los dispositivos se ensamblan en una unidad y el refrigerante va al tanque y no al sistema de calefacción. El principio de funcionamiento de la unidad de agitación permanece sin cambios. Tal tubería de una caldera de combustible sólido con un acumulador de calor le permite conectar tantas ramas de calefacción como desee en la salida del tanque. Por ejemplo, para alimentar radiadores y sistemas de calefacción por suelo radiante o por aire. Además, cada ramal tiene su propia bomba de circulación. Todos los circuitos están separados hidráulicamente, el exceso de calor de la fuente se acumula en el tanque y se utiliza si es necesario.

Ventajas y desventajas

Un sistema de calefacción con acumulador de calor, en el que una instalación de combustible sólido sirve como fuente de calor, tiene muchas ventajas:

• Mayor confort en la casa, porque después de la combustión del combustible, el sistema de calefacción sigue calentando la casa con agua caliente del acumulador. No es necesario levantarse en medio de la noche y cargar una porción de leña en la cámara de combustión.
• La presencia de un recipiente protege la camisa de agua de la caldera de la ebullición y la destrucción. Si se corta repentinamente la electricidad o los cabezales termostáticos instalados en los radiadores cortan el refrigerante por alcanzar la temperatura deseada, la fuente de calor calentará el agua del depósito. Durante este tiempo, se puede restablecer la fuente de alimentación o se pondrá en marcha el generador diésel.
• El suministro de agua fría desde la tubería de retorno al intercambiador de calor de hierro fundido al rojo vivo se excluye después de la activación repentina de la bomba de circulación.
• Los acumuladores de calor se pueden utilizar como separadores hidráulicos en el sistema de calefacción (flechas hidráulicas). Esto hace que la operación de todas las ramas del circuito sea independiente, lo que proporciona ahorros adicionales en energía térmica.

El mayor costo de instalación de todo el sistema y los requisitos para la ubicación de los equipos son las únicas desventajas de usar tanques de almacenamiento. Sin embargo, estas inversiones e inconvenientes serán seguidos por costos operativos mínimos a largo plazo.