Kotły na paliwo stałe nie mogą działać przez długi czas bez interwencji osoby, która musi okresowo ładować drewno opałowe do paleniska. Jeśli tego nie zrobisz, system zacznie się ochładzać, temperatura w domu spadnie. W przypadku przerwy w dostawie prądu przy całkowicie rozpalonym piecu istnieje niebezpieczeństwo zagotowania się chłodziwa w płaszczu urządzenia i jego późniejszego zniszczenia. Wszystkie te problemy można rozwiązać, instalując akumulator ciepła do kotłów grzewczych. Będzie również mógł pełnić funkcję ochrony instalacji żeliwnych przed pękaniem podczas gwałtownego spadku temperatury wody sieciowej.

Orurowanie kotła na paliwo stałe z akumulatorem ciepła

Obliczanie pojemności buforowej kotła

Rola akumulatora ciepła w ogólnym schemacie ogrzewania jest następująca: podczas pracy kotła w trybie normalnym akumuluj energię cieplną, a po rozgrzaniu pieca oddaj ją grzejnikom przez określony czas. Konstrukcyjnie akumulator ciepła do kotła na paliwo stałe to izolowany zbiornik na wodę o szacunkowej pojemności. Może być montowany zarówno w kotłowni, jak iw osobnym pomieszczeniu domu. Nie ma sensu stawiać takiego zbiornika na ulicy, ponieważ woda w nim ostygnie znacznie szybciej niż wewnątrz budynku.

Biorąc pod uwagę dostępność wolnej przestrzeni w domu, obliczenia akumulatora ciepła dla kotła na paliwo stałe w praktyce przeprowadza się w następujący sposób: pojemność zbiornika przyjmuje się ze stosunku 25-50 litrów wody na 1 kW mocy potrzebnej do ogrzania domu. W celu dokładniejszego obliczenia pojemności buforowej kotła zakłada się, że woda w zbiorniku nagrzeje się do 90 ⁰С podczas pracy kotłowni, a po jej wyłączeniu będzie wydzielać ciepło i schłodzić do 50 ⁰С. Dla różnicy temperatur 40 ⁰С wartości ciepła oddanego dla różnych pojemności zbiornika przedstawiono w tabeli.

Tabela wartości mocy cieplnej dla różnych wielkości zbiorników

Nawet jeśli w budynku jest miejsce na zainstalowanie dużej pojemności, nie zawsze ma to sens. Należy pamiętać, że trzeba będzie podgrzać dużą ilość wody, wtedy moc samego kotła powinna początkowo być 2 razy większa niż potrzebna do ogrzania domu. Zbyt mały zbiornik nie spełni swoich funkcji, ponieważ nie będzie w stanie zgromadzić wystarczającej ilości ciepła.

Na wybór akumulatora ciepła do kotła na paliwo stałe wpływa dostępność wolnej przestrzeni w pomieszczeniu. Kupując duży zbiornik, konieczne będzie zapewnienie fundamentu, ponieważ sprzętu o znacznej masie nie można umieścić na zwykłych podłogach. Jeśli zgodnie z obliczeniami wymagany jest zbiornik o pojemności 1 m 3 i nie ma wystarczająco dużo miejsca na jego instalację, można kupić 2 produkty po 0,5 m 3, umieszczając je w różnych miejscach.

Akumulator ciepła do kotła na paliwo stałe

Kolejnym punktem jest obecność systemu ciepłej wody w domu. W przypadku, gdy kocioł nie posiada własnego obwodu podgrzewania wody, istnieje możliwość zakupu akumulatora ciepła z takim obwodem. Nie bez znaczenia jest wartość ciśnienia roboczego w instalacji grzewczej, które w budynkach mieszkalnych tradycyjnie nie powinno przekraczać 3 bar. W niektórych przypadkach ciśnienie osiąga 4 bary, jeśli jako źródło ciepła używana jest mocna, domowa jednostka. Wtedy akumulator ciepła do systemu grzewczego będzie musiał wybrać specjalną konstrukcję - z pokrywą torusferyczną.

Niektóre akumulatory ciepłej wody produkowane fabrycznie są wyposażone w elektryczny element grzejny zainstalowany w górnej części zbiornika. Takie rozwiązanie techniczne nie pozwoli na całkowite ochłodzenie chłodziwa po zatrzymaniu kotła, górna strefa zbiornika zostanie nagrzana. CWU będzie dostarczana na potrzeby gospodarstw domowych.

Prosty obwód przełączający z mieszaniem

Urządzenie magazynujące można włączyć do systemu według różnych schematów. Najprostsze orurowanie kotła na paliwo stałe z akumulatorem ciepła nadaje się do pracy z grawitacyjnymi układami doprowadzania chłodziwa i będzie działać w przypadku przerwy w dostawie prądu. Aby to zrobić, zbiornik musi być zainstalowany nad grzejnikami. Obwód zawiera pompę obiegową, termostatyczny zawór trójdrożny i zawór zwrotny. Na początku cyklu grzewczego woda napędzana pompą przepływa rurociągiem zasilającym ze źródła ciepła przez zawór trójdrogowy do grzejników. Trwa to do momentu, gdy temperatura zasilania osiągnie określoną wartość, np. 60°C.

W tej temperaturze zawór zaczyna mieszać zimną wodę do układu z dolnej rury zbiornika, przestrzegając ustawionej temperatury na wylocie 60 ⁰С. Przez górną rurę, bezpośrednio połączoną z kotłem, podgrzana woda zacznie płynąć do zbiornika, akumulator zacznie się ładować. Kiedy drewno opałowe zostanie całkowicie spalone w palenisku, temperatura w rurze zasilającej zacznie spadać. Gdy spadnie poniżej 60 ⁰С, termostat stopniowo odcina dopływ od źródła ciepła i otwiera dopływ wody ze zbiornika. Ta z kolei będzie stopniowo napełniana zimną wodą z kotła i po zakończeniu cyklu zawór trójdrożny powróci do swojej pierwotnej pozycji.

Zawór zwrotny, połączony równolegle z termostatem trójdrożnym, jest uruchamiany po zatrzymaniu pompy obiegowej. Wtedy kocioł z akumulatorem ciepła będzie działał bezpośrednio, płyn chłodzący trafi do urządzeń grzewczych bezpośrednio ze zbiornika, który zostanie uzupełniony wodą ze źródła ciepła. Termostat w tym przypadku nie bierze udziału w działaniu obwodu.

Schemat z separacją hydrauliczną

Inny, bardziej złożony schemat podłączenia, zakłada nieprzerwane dostawy energii elektrycznej. Jeśli nie jest to możliwe, konieczne jest zapewnienie podłączenia do sieci za pośrednictwem zasilacza awaryjnego. Inną opcją jest zastosowanie elektrowni na olej napędowy lub benzynę. W poprzednim przypadku podłączenie akumulatora ciepła do kotła na paliwo stałe było niezależne, tzn. układ mógł pracować niezależnie od zbiornika. W tym schemacie akumulator pełni rolę zbiornika buforowego (separator hydrauliczny). W obieg pierwotny wbudowany jest specjalny zespół mieszający (LADDOMAT), przez który krąży woda podczas rozpalania kotła.

Podłączenie akumulatora ciepła do kotła na paliwo stałe

Elementy blokowe:

• pompa obiegowa;
• trójdrożny zawór termostatyczny;
• zawór zwrotny;
• miska olejowa;
• Zawory kulowe;
• urządzenia do kontroli temperatury.

Różnice w stosunku do poprzedniego schematu - wszystkie urządzenia są montowane w jednej jednostce, a płyn chłodzący trafia do zbiornika, a nie do systemu grzewczego. Zasada działania mieszadła pozostaje niezmieniona. Takie orurowanie kotła na paliwo stałe z akumulatorem ciepła pozwala na podłączenie dowolnej liczby gałęzi grzewczych na wylocie zbiornika. Na przykład do zasilania grzejników i systemów ogrzewania podłogowego lub powietrznego. Dodatkowo każda gałąź posiada własną pompę obiegową. Wszystkie obwody są odseparowane hydraulicznie, nadmiar ciepła ze źródła gromadzony jest w zbiorniku i w razie potrzeby wykorzystywany.

Zalety i wady

System grzewczy z akumulatorem ciepła, w którym źródłem ciepła jest instalacja na paliwo stałe, ma wiele zalet:

• Większy komfort w domu, ponieważ po spaleniu paliwa system grzewczy dalej ogrzewa dom gorącą wodą z zasobnika. Nie musisz wstawać w środku nocy i wkładać do paleniska porcję drewna opałowego.
• Obecność zbiornika zabezpiecza płaszcz wodny kotła przed zagotowaniem i zniszczeniem. W przypadku nagłego odcięcia prądu lub głowic termostatycznych zamontowanych na grzejnikach odetną płyn chłodzący z powodu osiągnięcia żądanej temperatury, źródło ciepła podgrzeje wodę w zbiorniku. W tym czasie zasilanie może zostać przywrócone lub zostanie uruchomiony generator diesla.
• Dopływ zimnej wody z rurociągu powrotnego do rozgrzanego do czerwoności żeliwnego wymiennika ciepła jest wykluczony po nagłym uruchomieniu pompy obiegowej.
• Akumulatory ciepła mogą być stosowane jako separatory hydrauliczne w instalacji grzewczej (strzałki hydrauliczne). Uniezależnia to pracę wszystkich gałęzi obwodu, co zapewnia dodatkowe oszczędności energii cieplnej.

Jedyne wady stosowania zbiorników magazynowych to wyższy koszt instalacji całego systemu oraz wymagania dotyczące rozmieszczenia sprzętu. Jednak te inwestycje i niedogodności pociągną za sobą w dłuższej perspektywie minimalne koszty operacyjne.