Расчет объема теплоаккумулятор: Расчет теплоаккумулятора

Содержание

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора — с необходимыми пояснениями

Чтобы работа системы отопления была максимально экономичной, но, естественно, без потери своей эффективности, имеет смысл аккумулировать выработанное ею тепло, не востребованное в текущий момент, с тем расчётом, чтобы использовать его в то время, когда котел «отдыхает». Эта проблема решается установкой теплоаккумулятора с соответствующей обвязкой.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятораКалькулятор расчета объема теплоаккумулятора

А как определить, какой объём воды потребуется, чтобы гарантированно сберечь весь выработанный котлом тепловой потенциал? Для этого имеется специальный алгоритм, и он воплощен в размещенный ниже калькулятор расчета объема теплоаккумулятора.

Необходимые пояснения будут приведены ниже.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

На чем строится и как проводится расчет?

Безусловно, монтаж, запуск и отладка сложной системы отопления должны проводиться специалистами, иак как существует множество нюансов, который может знать только опытный мастер. Тем не менее, минимально необходимый объем теплоаккумулятора можно рассчитать самостоятельно хотя бы с тех позиций, чтобы предусмотреть место, достаточное для его установки.

Особую важность теплоаккумулятор приобретает в системах отопления, в которых основными источниками тепла выступают твердотопливный или электрический котлы.

  • Функционирование котла, работающего на твёрдом топливе, имеет особенность – своеобразную цикличность. Заправка его топливом проводится с определенной периодичность. В процессе активного горения выработанное тепло может быть избыточным, невостребованным в текущий момент, так как хорошо настроенные контура со своими термостатическими регуляторами возьмут ровно столько, сколько им требуется. А вот после прогорания топлива, до очередной загрузки, следует период простоя, и в этот промежуток времени как раз и пригодится тот тепловой потенциал, который был накоплен в аккумуляторе.
  • С электрическим котлом – несколько другой «расклад». Имеет смысл основную его работу спланировать на время действия ночного льготного тарифа, а затем днем использовать накопленное за этот срок тепло.

Кроме того, теплоаккумулятор позволяет подключать к системе отопления и альтернативные источники тепловой энергии, например, солнечные коллекторы – в погожий день они способны дать весомую прибавку в общий энергетический потенциал.

Итак, что необходимо для расчета.

  • Указать паспортную номинальную тепловую мощность котла отопления.
  • Указать «период активности котла». Под этим условным термином понимается:

— для твердотопливного котла – известное хозяевам время прогорания топливной загрузки.

— для электрического котла – продолжительность действия ночного льготного тарифа на электроэнергию.

  • Рассчитанная для конкретного дома необходимая тепловая мощность для качественного отопления. В период «активности» котла значительная часть энергии будет уходить по прямому предназначению – на обогрев помещений.

Как самостоятельно произвести расчет необходимой тепловой мощности? Можно перейти по ссылке к соответствующему калькулятору.

Необходимо сразу сделать важную ремарку – принято считать, что установка теплоаккумулятора тогда станет оправданной, когда мощность источника тепловой энергии хотя бы вдвое превышает потребное ее количество для качественного обогрева помещений.

  • Желательно учесть и КПД котла – как ни крути, а потери тепловой энергии в этом плане неизбежны.
  • Наконец, алгоритм расчета требует учета разницы температур в трубе подачи на входе из котла, и в «обратке». Необходимо указать соответствующие значения, которые, в принципе, несложно определить опытным путем.

Полученное значение (в литрах или в кубометрах) является минимальным.

2016-08-18_202905Для чего нужен и как работает теплоаккумулятор?

Подробнее о достоинствах и недостатках, устройстве, схемах подключения и других нюансах, касающихся теплоаккумуляторов для котлов отопления – читайте в специальной публикации нашего портала.

Расчет объема теплоаккумулятора для отопления частного дома, онлайн калькулятор

Теплоаккумулятор – емкость, в которой можно накопить теплоноситель с излишками тепла, вырабатываемыми при использовании твердотопливного котла, солнечных коллекторов или любого другого источника. Далее эту энергию можно использовать для отопления или нагрева горячей воды, когда источники неактивны. Более подробно о этих емкостях, схемах подключения и особенностях вы можете прочитать здесь.

Что бы теплоаккумулятор правильно и эффективно работал необходимо рассчитать его объем. В противном случаи, при недостаточном объеме, часть тепла будет теряться и КПД вашей системы отопления будет ниже. При значительно большем объеме, чем нужно, вы потратите лишние деньги на само оборудование, а температура в емкости будет немного ниже. Что бы избежать этих проблем можно воспользоваться формулой расчета емкости или нашим онлайн калькулятором.

Онлайн калькулятор

*Если калькулятор показывает 0 (ноль), значить у вас нет излишков энергии, которые можно накопить.

Это приблизительная цифра, максимально приближенная к реальности без учета таких переменных как: вид топлива, КПД котла, энергоэффективность здания. 

Пояснения

Мощность котла по паспорту – каждый производитель указывает ее с документации к оборудованию. Если котел был изготовлен самостоятельно и его мощность неизвестна, примерно определить ее можно опытным путем. На дом площадью 100 м2 достаточно котла 10 кВт. Если ваш агрегат справляется с задачей обогрева вашего дома, при средней загрузке топки, возьмете за основную величину площадь этого помещения и определите мощность. Нужно понимать что это будут очень средние данные, без учета теплопотерь, энергоэффективности здания и тд.

Мощность, необходимая для отопления вашего дома. Это та энергия, которая нужна для поддержания необходимой температуры. Ее расчет проводит специалист на основе сложных формул и многих переменных. Например, для дома в 100м2 необходимо 8,5 кВт энергии в час. Опят же это очень усредненная цифра.

Температура теплоносителя, подача и обратка. Разница между этими цифрами и будет излишком, который нужно сохранить.

Теплоемкость воды. Это – табличная величина, которая равна 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч. Она принимает участие в расчетах и является статистической величиной.

Как рассчитать объем без калькулятора

Расчеты производятся на основе остаточной энергии. За основу берется мощность котла в час и расход энергии на отопление. Так же вычисляется разница между температурой теплоносителя которая подается в систему и возвращается.

Формула выглядит так: m = Q / 1.163 х Δt,

Где:

  • Q – расчетное количество тепловой энергии, которую мы можем накопить. Это разница вырабатываемой мощности котла и необходимой нам для отопления;
  • m – масса воды в резервуаре, кг. Ее мы хотим вычислить;
  • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя, °С;
  • 1.163 кВт/кг – удельная теплоемкость воды.

Часто задаваемые вопросы

Как влияет размер дома на объем необходимой емкости?
Объем дома не влияет никак, влияет эффективность системы отопления и мощность котла. Ведь такие переменные как необходимое тепло для отопления в час и разница между подачей и обраткой как раз являются показателями качества вашей системы.

Чем лучше утеплен теплоаккумулятор, тем эффективнее он будет работать?
По требованиям к установке такая емкость должна находится только в помещении с плюсовой температурой. В этом случаи стандартного утеплителя 10 см толщиной вполне будет достаточно.

Есть случаи когда такие емкости закапывают в землю для сохранения большего количества энергии, однако дальнейшее обслуживание системы становится очень затруднительным.

Эта емкость подходит только для отопления?
Ее можно использовать несколькими способами. Для обеспечения системы отопления или горячей воды. В качестве источника может использоваться твердотопливный котел, электрический котел (пример работающий ночью при установленном двух зонном счетчике и льготном тарифе). При использовании солнечного коллектора, солнечных панелей или ветрогенератора.

Посмотреть все строительные мифы

 

 

Оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора

Некоторые системы отопления будут работать намного эффективнее и экономичнее, если постараться создать какой-то запас выработанного котлом тепла, а затем постепенно расходовать эту накопленную энергию, направляя ее с теплоносителем в нужном количестве на приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы, «тёплые полы». И такая возможность имеется – надо лишь в общей схеме найти место для теплоаккумулятора.

Оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятораОптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора

Но чтобы система работала корректно, и при этом хозяева не понесли напрасных финансовых затрат, нужно правильно подобрать модель такого бака по объёму. Слишком маленький – не справится с задачей, чрезмерно объемный – это повышенная стоимость и слишком большие габариты, под которые приходится подыскивать место в котельной.

Итак, тема сегодняшнего рассмотрения: оптимизация дровяной или электрической системы отопления – рассчитываем объем теплоаккумулятора.

Для чего нужен теплоаккумулятор, и как рассчитывается

Не для всех систем отопления теплоаккумулятор является необходимостью. Но вот владельца домов с электрическими или дровяными котлами – есть о чем задуматься.

  • Давайте для начала глянем на работу дровяного котла. Сразу бросается в глаза выраженная цикличность выработки тепловой энергии с чередованием различных этапов. От полного отсутствия поступления тепла при регулярной обязательной чистке камер и загрузке топки дровами, до максимальной теплоотдачи при выходе на полную мощность. И так далее – по устоявшемуся режиму работы системы.

Получается, что при активном горении дров тепло вырабатывается, скорее всего, с избытком, а при прогорании закладки его явно недостаточно. Теплоаккумулятор в такой ситуации помогает «сгладить эти синусоиды» — избыточное тепло в период активности накапливается, и по необходимости дозировано отдается в контур отопления.

Один из простейших вариантов обвязки твердотопливного котла с теплоаккумуляторомОдин из простейших вариантов обвязки твердотопливного котла с теплоаккумулятором

  • Электрические котлы относят к наиболее удобным и безопасным в эксплуатации, чрезвычайно простым и послушным в управлении. Но высокая стоимость электрической энергии «портит всю картину». Чтобы как-то снизить затраты, наверное, имеет смысл перенести работу электрического котельного оборудования на время действия льготных тарифов – на ночь. То есть в этот отрезок времени «накачивать теплом» теплоаккумулятор, а потом в течение дня постепенно расходовать созданный запас.

Кстати, наличие теплоаккумулятора – это большой плюс для тех, кто намеревается использовать альтернативные источники. Например, при желании к нему подключается и расположенный на крыше солнечный коллектор, который в погожий день может выдать очень существенный приток тепла.

Принцип устройства этого аккумулятора не столь сложен – по сути, это вместительный бак, заполненный водой. За счет высокой теплоёмкости воды он получает возможность накапливать тепло, которое потом рационально используется хорошо настроенной системой отопления.

Но какой объем такой буферной емкости необходим? Это необходимо знать хотя бы из тех соображений, чтобы предусмотреть свободное место в котельной для монтажа подобного крупногабаритного оборудования.

Для расчета имеется специальная формула, на основании которой был составлен онлайн-калькулятор, предлагаемый вниманию читателей.

Калькулятор расчета требуемого объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению вычислений

Ля расчета пользователь должен указать в полях калькулятора несколько исходных величин.

  • Расчетное количество тепла, требуемое для полноценного отопления дома. По идее, хозяева должны располагать такой информацией, если живут в доме не первый год. Если нет, то придётся рассчитать, и с этим мы тоже поможем.

Один из простейших вариантов обвязки твердотопливного котла с теплоаккумуляторомКакое количество тепла покроет потребности дома в отоплении?

Это зависит и от климатических условий региона, и от особенностей как всего дома, так и каждого отапливаемого помещения в отдельности. Ссылка приведет вас к онлайн-калькулятору расчета этой тепловой мощности – там же содержится и подробное описание алгоритма вычислений.

  • Следующий параметр – паспортная мощность имеющегося котла. Следует прочувствовать разницу между этой и предыдущей величинами, так как их частенько путают.
  • Период активности котла.

— Для твердотопливного – это известное владельцам по опыту обслуживания время прогорания дровяной закладки, то есть тот период, когда котел действительно поставляет тепло в общую «копилку».

— Для электрического – промежуток времени, на который запрограммирована работа котла в период действия льготного ночного тарифа.

  • Коэффициент полезного действия котла – придется поискать в техническом описании модели. Иногда пишется сокращенно КПД, иногда обозначается греческой буквой η.
  • Наконец, последние два поля калькулятора – это температурный режим работы системы отопления. То есть – температура в трубе подачи на выходе из котла, и в трубе «обратки» на входе в него.

Вот теперь осталось только нажать на клавишу «РАССЧИТАТЬ…» — и будет выдан результат в литрах и кубических метрах. От этого минимального значения и «пляшут» уже при выборе подходящей модели теплоаккумулятора. Такой прибор гарантированно обеспечит наиболее экономичную работу системы отопления.

Один из простейших вариантов обвязки твердотопливного котла с теплоаккумуляторомХотите узнать о теплоаккумуляторах больше? Вам сюда…

Выше была представлена, конечно, очень краткая информация об этих полезных приборах. Но если тема заинтересовала, то на страницах нашего портала имеется подробная статья, в которой раскрывается множество нюансов, в том числе касающихся разнообразия конструкций теплоаккумуляторов и схем обвязки в различных системах отопления и горячего водоснабжения.

Как рассчитать теплоаккумулятор для твердотопливного котла. Калькулятор

Теплоаккумулятор и Laddomat рекомендуется устанавливать в систему отопления с твердотопливным котлом потому что он дает возможность:

  • котлу — работать в оптимальном тепловом режиме, что существенно продлевает срок службы котла;
  • экономить до 50% топлива;
  • реже растапливать котел;
  • оптимизировать график растопки котла: например, запасать тепло днем и расходовать его ночью.

 

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором и 3-ходовым термоклапаном


Расчет теплоаккумулятора

Рассчитать мощность теплоаккумулятора можно по формуле:

Q = (C x M x ΔT),

где
Q — мощность теплоаккумулятора, кВт·час
С — удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/кг·К
M — масса теплоносителя, кг
ΔT — разница температур в верхней и нижней частях теплоаккумулятора.

Например, возьмем теплоаккумулятор объемом 2000 л, теплоноситель — вода (С = 4200 Дж/кг·К), ΔT возьмем равным 35оС, тогда:

Q = 4200 х 2000 х 35 = 252 МДж = 81,7 кВт·ч.

 

Для дома площадью 200 кв.м примем теплопотери 10 Вт на 1 кв.м площади, т.е. 20 кВт·ч.

Разделив мощность теплоаккумулятора Q на теплопотери дома, получим время нагрева теплоаккумулятора котлом: 81,7 / 20 = 4 часа 5 мин.

Для подбора теплоаккумулятора можно калькулятор.

 

Расчет теплоаккумулятора. Калькулятор

 







Объем ТАВремя работы ТАВремя зарядки ТА
500 л00
750 л00
1000 л00
1500 л00
2000 л00

Теплоаккумулятор

Несмотря на простоту устройства, и очевидность пользы от использования теплоаккумуляторов, данный вид оборудования пока не очень распространен. В этой статье мы постараемся рассказать о том, что такое аккумулятор тепла и преимущества, которые приносит его использование в системах отопления.

 

Что такое теплоаккумулятор (буферная емкость) и его назначение.

Назначение теплоаккумулятора (ТА) будет легче описать на нескольких примерах-задачах. 

Задача первая. Система отопления построена на основе твердотопливного котла. Постоянно отслеживать температуру теплоносителя на подаче и вовремя подбрасывать дрова нет возможности, в результате чего температура подачи то превышает нужную нам, то снижается ниже нормы. Как обеспечить поддержание требуемой температуры теплоносителя?

Задача вторая. Дом отапливается электрокотлом. Электроснабжение – двухтарифное. Как снизить затраты на электроэнергию, уменьшив энергопотребление днем и увеличив ночью?

Задача третья. Имеется система отопления, в которой тепло вырабатывается теплогенераторами, работающими на различных видах топлива и энергии – напр. газе, электричестве, солнечной энергии (гелиоколлекторы), энергии земли (тепловой насос). Как обеспечить их эффективную работу без потерь выработанного тепла, когда в нем нет потребности, при этом обеспечить дом теплом в период пикового энергопотребления?

Не особо вдаваясь в теорию теплотехники, для всех задач напрашивается решение в виде установки в систему буферной емкости, которая служила бы резервуаром для теплоносителя и в которой его температура поддерживалась бы на заданном уровне. Именно такой буферной емкостью и является теплоаккумулятор. Для решения этих задач, теплоаккумулятор обычно включается «в разрыв» системы с образованием котлового и отопительного контуров. Условная схема включения теплоакумулятора в систему отопления изображена ниже на рисунке.

 

Рис. Принципиальная схема включения буферной емкости (теплоакумулятора)

С различными способами включения буферной емкости в систему отопления можно ознакомиться в статье «Схемы подключения теплоаккумулятора». 

В настоящее время тепловые аккумуляторы чаще всего используются в системых отопления с твердотопливными котлами. В этих системах использование теплоаккумулятора позволяет реже загружать топливо, обеспечить комфортное обеспечение теплом независимо от колебаний температуры теплоносителя на выходе из котла. Часто буферные емкости устанавливаются с электрокотлами для экономии средств за счет пониженного ночного тарифа и в комбинированных системах с одновременным использованием твердотопливных и электрических котлов.
Теплоаккумулятор (ТА) бывает полезным в системах и с газовыми котлами, особенно, когда минимальная тепловая мощность котла превышает тепловую нагрузку объекта. За счет более продолжительных периодов «загрузки» ТА (нагрева теплоносителя) удаётся избежать «тактования» котла.

Кроме использования в качестве буферной емкости, ТА выполняет функцию гидравлического разделителя. Особенно это свойство теплоаккумулятора востребовано в системах с генераторами тепла, работающих на различающихся видах энергии (в т.ч. альтернативной). Как правило, эти источники тепла работают на специальных теплоносителях, которые не допускают смешения с другими типами, требуют уникального температурного и гидравлического режима, часто несовместимого с режимами контура отопления (радиаторного, теплого пола). Так, например, диапазон температур теплового насоса составляет обычно ~5°C, а в контуре распределения тепла диапазон температур может быть значительно больше (10-20°С). Для разделения контуров, теплоаккумулятор может быть оборудован дополнительными встроенными теплообменниками.

Основные функции буферной емкости (теплоаккумулятора):
— накопление и поддержание запаса тепловой энергии в виде определенного объема теплоносителя заданной температуры с возможностью ее использования в нужный период времени или при прекращении генерации тепла основными его источниками;
— организация системы отопления на нескольких генераторах тепла разного типа, которые работают с различными температурными и гидравлическими режимами и с использованием разных теплоносителей, а также в различные временные периоды;
— гидравлическое разделение контуров генераторов тепла и отопительного контура, согласование температурных режимов в различных контурах и создание благоприятных условий для работы оборудования, в частности котлов отопления, с максимальной эффективностью. 

Устройство и объем теплоаккумулятора

Типовая конструкция буферной ёмкости.

В базовом исполнении, теплоаккумулятор представляет собой теплоизолированный бак с патрубками подачи и обратки для котлового контура и патрубками для отопительного контура. В самом простом варианте, буферная емкость может иметь всего по одному патрубку – для подачи и обратки.
Если система отопления имеет теплогенераторы на альтернативных источниках энергии, то используются тепловые аккумуляторы более сложной конструкции. Как правило в них имеется один или несколько змеевиков-теплообменников для организации автономных контуров. Емкости для таких систем могут быть укомплектованы насосно-смесительными узлами для различных контуров в заводском исполнении. Дополнительный теплообменник может быть установлен, если теплоаккумулятор используется также для приготовления горячей воды для бытовых нужд. 


Рис. Буферная емкость базовой конструкции

Рис. ТА с дополнительным теплообменником

 

В некоторых случаях в ТА требуется обеспечить качественное разделение слоёв с различной температурой. Для этой цели внутри бака может предусмотрена специальная мембрана. В ряде случаев, в конструкции предусматривается возможность установки электронагревательного элемента.
На видео, которое приведено ниже можно ознакомиться с конструкцией многофункциональной буферной емкости компании Buderus.

Видео. Многофункциональная буферная емкость — теплоаккумулятор Buderus Logalux.

 

Расчёт ёмкости теплового аккумулятора 

Имеется несколько методик расчета объема буферной емкости. Например в одних источниках рекомендуется подбирать ТА из расчета не менее 40 литров на каждый киловатт мощности теплогенераторыа. По другим источникам минимум снижен до 20-ти литров/кВт. Поэтому имеющиеся рекомендации могут не в полной мере отвечать требованиям конкретной системы отопления. Оптимальный объем бака ТА зависит от множества факторов — мощности источника тепла, периодичности выработки тепла, температурного режима отопительного контура, требуемого периода автомномности работы и т.п. На первый взгляд, было бы логично руководствоваться принципом — чем больще ТА, тем лучше, но это правило работает далеко не всегда, так как объем теплоаккумулятора должен быть согласован с возможностью теплогенератора по его наполнению, с учетом экономических факторов (стоимости топлива, электроэнергии и т.п.). 
В расчетах, для упрощения, плотность теплоносителя будем принимать равной единице.

Расчет объема ТА по EN 303-5

В качестве примера, приведем формулу подбора теплоаккумулятора для работы совместно с твердотопливным котлом в соответствии с европейскими нормами.

Расчет объема буферной ёмкости по EN 303-5

Vта=15*Тг*Qн*(1-0,3*Qп/Qmin), где:

 

Vта — Объем теплоаккумулятора, л.;
Тг — Продолжительность горения загрузки топлива при номинальной мощности, час;
Qн — Номинальная тепловая мощность, кВт;
Qп — Потребность объекта в тепле, кВт;
Qmin — Минимальная тепловая мощность котла, кВт.
1,163 — удельная теплоемкость воды (Вт*ч/(кг*К))

Как правило, в расчетах при подборе ТА к твердотопливному котлу, номинальная и минимальная мощность равны.

Пример расчета объема теплоаккумулятора для работы с твердотопливным котлом.

Исходные данные:

Тг — 3 час;
Qн — 25 кВт;
Qп — 20 кВт;
Qmin — 25 кВт

Итого, рекомендуемый объем буферной ёмкости составит Vта=15*3*25*(1-0,3*20/25)=855 л.

Расчет ТА по мощности имеющегося котла

Данный способ расчета напоминает предыдущий и основан на том, что теплоаккумулятор должен вместить все тепло, которое вырабатывает котел за время горения топлива при полной загрузке, при одновременном расходовании его на нужды отопления.  Как уже упоминалась в статье «Схема твердотопливного котла», рекомендуется, чтобы мощность котла превышала максимальную нагрузку системы отопления на ~30%. Формула для такого расчета приобретет следующий вид:

V = (Qн-Qп) *Тг/1,163*(tmax-tн)

Где:
Qн — Номинальная тепловая мощность котла, кВт;
Qп — Потребность объекта в тепле, кВт;
Тг — Продолжительность горения загрузки топлива при номинальной мощности, час;
tmax — максимальная температура теплоносителя в буферной емкости;
tн — расчетная температура подачи в системе отопления.

Пример расчета

Исходные данные:
Тг — 3 час;
Qн — 39 кВт;
Qп — 30 кВт;
tmax — 90°;
tн — 55°С.

Итого, рекомендуемый объем буферной ёмкости составит:  V = (39-30) *3/1,163(90-55)= 663 л.

Оценочный расчет емкости теплового аккумулятора

Иногда используется, так называемый, «оценочный» метод расчета объема ТА. Он применяется тогда, когда нужно определить, на какое время хватит накопленного в буферной емкости тепла, например, для отопления дома без использования котла отопления. Принцип расчета такой же, как и при определении объема бойлера, который мы рассматривали в статье о подборе водонагревателя. В расчете мы сначала вычисляем количество тепла, которое накоплено в баке, затем расчитываем на какое время нам этого тепла хватит. Поясним на примере.

Исходные данные:
Потребность объекта в тепле, Qп — 10 кВт;
Ёмкость теплоаккумулятора, Vта — 800 л;
Температура теплоносителя в ТА, Ттн — 80°С;
Расчетная температура подачи в отопительном контуре, Тп — 50°С
Расчетная температура температура обратки, То — 40 °С

1. Сначала определим полезное количество тепла, накопленного в теплоаккумуляторе. К сожалению, мы не можем использовать всю имеющуюся тепловую энергию. Реально (при небольшом приближении) будет использоваться энергия, высвобождаемая при остывании теплоносителя с максимальной температуры (в нашем случае — 80°С) до рабочей температуры в системе отопления (у нас — 50°С). После этого будет запущен котел отопления. Количество тепла (в квт*час) считаем по следующей формуле (для упрощения расчетов плотность теплоносителя примем за единицу):

Q=1.163*(Ттн-Т)*m 

где: Q- количество тепла, Вт*час, m — масса теплоносителя. 

До снижения температуры в баке до температуры подачи(Тп), ТА работает в автономном режиме без запуска котла. Посчитаем, какое время это займёт:

Q= 1,163 * (80 — 50) * 800 = 18608 Вт*час

18608 Вт*час/10000 Вт = 1,86 часа. Таким образом, в автономном режиме теплоаккумулятор будет обеспечивать дом теплом в течение почти 2-х часов. 

Если котел отопления (например электрокотел) в этом режиме настроен на температуру, равной температуре подачи; то вместе с работой котла будет продолжаться полезно использоваться и тепловая энергия теплоаккумулятора, пока не сравняется с температурой обратки, а это еще дополнительно съэкономленных 9,3 кВт*часа.

 

 

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Как я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

13 февраля 2015

Предыстория

Так получилось, что некоторое время назад я приобрёл частный дом на некотором «удалении от цивилизации». Удалённость от цивилизации определяется главным образом тем, что газ там отсутствует в принципе. А разрешённая мощность электрического подключения не предоставляет технической возможности отапливать дом электричеством. Единственным реальным источником тепла в зимнее время является использование твёрдого топлива. Другими словами, дом был оборудован печкой, которую прежний хозяин топил дровами и углём.

Если кто-то имеет опыт использования печки, то ему не нужно объяснять, что это занятие требует постоянного контроля. Даже в не слишком холодную погоду невозможно заложить в печку дрова один раз и «забыть» про неё. Если положить слишком много дров, то в доме станет жарко. А после прогорания топлива, дом всё-равно быстро остынет. Волей-неволей, для поддержания комфортной температуры нужно постоянно подкладывать дрова понемногу. А в сильные морозы печь нельзя оставить без присмотра даже на 3-4 часа. Если не хочешь проснуться утром в холодном помещении, будь добр хотя бы один раз за ночь к печке подойти…

Разумеется у меня желания работать кочегаром не было. И поэтому я сразу же стал думать о более удобном способе отопления. Конечно, при невозможности использования газа или электричества, таким способом могла стать только современная система отопления на твёрдом топливе, состоящая из твердотопливного котла, теплоаккумулятора и простейшей автоматики для включения и выключения рециркуляционного насоса.

Чем современный котёл лучше обычной печки? Он занимает намного меньше места, в него можно заложить больше топлива, он обеспечивает лучшее сгорание этого топлива при максимальной загрузке, и теоретически с его помощью можно большую часть тепла оставить в доме, а не выпустить в трубу. Но в отличие от печки, твердотопливный котёл практически не возможно использовать без теплоаккумулятора. Я так подробно об этом пишу, потому что знаю множество людей, которые пытались отапливать дом такими котлами, подключая их напрямую к трубам отопления. Ничего хорошего у них не получилось.

Что же такое теплоаккумулятор или, как его ещё называют, буферная емкость? В простейшем случае это просто большая бочка с водой, стенки которой имеют хорошую теплоизоляцию. Котёл за два-три часа своей работы нагревает воду в этой бочке. А потом эта горячая вода циркулирует по системе отопления до тех пор, пока не остынет. По мере остывания, котёл нужно разжигать снова. Простейший теплоаккумулятор легко сделает любой сварщик. Но я, после непродолжительных раздумий, от этой идеи отказался и купил готовый. Поскольку живу я в Украине, то обратился в компанию «Теплобак» и ни разу не пожалел: здесь аккумулирующие баки делают профессионально и очень качественно.

В зависимости от объёма теплоаккумулятора, мощности котла и того, сколько тепла нужно дому, котёл приходится топить не постоянно, а один-два раза в сутки, или даже раз в двое-трое суток.

Как рассчитать объём теплоаккумулятора

При желании в интернете легко найти методики расчёта объёма теплоаккумулятора, но меня ни одна из них не устроила.

Некоторые «специалисты» рекомендуют умножать максимальную мощность имеющегося котла в киловаттах на какой-то коэффициент, причём этот коэффициент на разных сайтах отличается в два раза и более — от 25 до 50. По моему — бред полный. Просто потому, что полученный результат не имеет никакого отношения ни к вашему конкретному дому, ни к вашим пожеланиям как часто вам хочется топить котёл.

Нормальная методика учитывает все факторы: и климат в вашей местности, и теплоизоляцию дома, и ваши представления о комфорте. По-хорошему, этот расчёт также нужно будет провести много раз для разных температурных режимов, и выбрать максимальный объём теплоаккумулятора. И, кстати, мощность котла в правильной методике получается в результате расчётов, а не по принципу «какой был, такой и поставили». Но всё это достаточно сложно, и подходит скорее для котельных, а не для частного домовладения.

Я поступил гораздо проще. Я делал расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла следующим образом.

  1. Надо оценить количества тепла, которое требуется дому за сутки. Это самая сложная и ответственная часть работы. Опять таки можно углубиться в расчёты (в учебниках для строительных вузов можно найти все необходимые методики). Но,если есть возможность, то проще и надёжнее провести непосредственное измерение — просто протопив дом в холодную погоду и измерив количество использованного топлива. Мой дом сравнительно небольшой — немного меньше 100 кв. м, и довольно теплый. Поэтому у меня получилось, что при температуре на улице около 0 градусов, для поддержания комфортной температуры требуется с солидным запасом 50 кВт*ч, для — 10 градусов — 100 кВт*ч, для — 20 градусов — 150 кВт*ч.
  2. Выбрать котёл очень просто. Самые распространённые котлы имеют мощность порядка 25 кВт и с одной максимальной загрузки дают эту мощность порядка 3 часов. Следовательно одна растопка даёт порядка 75 кВт*ч тепла. Для нулевой температуры, таким образом, даже одной полной загрузки мне будет многовато. А для -20 градусов вполне достаточно будет топить 2 раза в сутки. Меня этот вариант вполне устроил.
  3. Теперь собственно объём теплоаккумулятора. Теплоёмкость воды 4,2 кДж на литр на градус. максимальная тепмература в теплоаккумуляторе — 95 градусов, комфортная температура воды в системе отопления — 55 градусов. То есть, 40 градусов разницы. Другими словами, 1 литр воды в теплоаккумуляторе может накопить 168 кДж тепла, или 46 Вт*ч. А 1000 литров, соответственно — 46 кВт*ч. Отсюда следует, что для того, чтобы сохранить тепло от одной полной загрузки котла мне нужен теплоаккумулятор на 1500 литров. Это всё с запасом. На самом деле, требуется немного меньше, но после изучения цен на буферные ёмкости я решил этим пренебречь.

Этот расчёт означает, что в сильные морозы мне приходится топить котёл два раза в сутки, а в очень сильные — и три раза. Причём делать это нужно равномерно в течение суток: утром и вечером или утром, в начале вечера и перед сном. А когда больших морозов нет, я топлю котёл всего один раз — в любое время суток.

Конечно, если поставить теплоаккумулятор ещё больший по объёму, то можно сделать свою жизнь ещё комфортнее. Но тут уже приходится сталкиваться и с тем, что для большой бочки нужно много места.

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Расчет буферной емкости для котла

Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25—50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома. Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Объем тепловогоаккумулятора, м 3

Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

Рекомендации по выбору

На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного пространства в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости нужно будет предусмотреть устройство фундамента, поскольку на обычные полы оборудование со значительной массой ставить нельзя. Если по расчету требуется бак объемом 1 м 3. а пространства для его установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0.5 м 3. расположив их в разных местах.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, когда котел не имеет собственного контура подогрева воды, есть возможность приобрести тепловой аккумулятор с таким контуром. Немаловажное значение имеет и величина рабочего давления в системе отопления, которая в жилых домах традиционно не должна превышать 3 Бар. В отдельных случаях давление достигает 4 Бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать специального исполнения, — с торосферической крышкой.

Некоторые заводские аккумуляторы горячей воды укомплектованы электрическим ТЭНом, устанавливаемым в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, верхняя зона емкости будет подогреваться. Будет действовать подача ГВС на хозяйственные нужды.

Простая схема включения с подмешиванием

Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

Схема с гидравлическим разделением

Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

  • циркуляционный насос;
  • трехходовой термостатический клапан;
  • обратный клапан;
  • грязевик;
  • шаровые краны;
  • приборы контроля температуры.

Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

Преимущества и недостатки

Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

  • Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
  • Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
  • Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
  • Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Как подобрать расширительный бак для системы отопления Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками?

Сейчас многие владельцы частных домов, которые живут вдалеке от центральной магистрали отопления, переходят на твердотопливные котлы. Но эти устройства имеют существенный недостаток – для поддержания в помещении нужной температуры их нужно растапливать дважды за сутки, иначе можно остаться без тепла. Чтобы этого не случилось, в домашнюю систему отопления вводят еще один узел – теплоаккумулятор для твердотопливного котла. Его еще называют накопителем из-за способности удерживать тепло.

Особенности конструкции теплоаккумулятора

Устройство представляет собой цилиндрическую емкость, выполненную из нержавейки или черной стали. Габариты емкости зависят от его объема, который варьируется от нескольких сотен до десятков тысяч литров. Из-за больших объемов такое устройство сложно разместить в уже имеющейся котельной, поэтому нередко приходится ее достраивать. Существуют модели как с заводской теплоизоляцией, так емкости без неё.

При монтаже теплоаккумулятора нужно учитывать, что толщина утеплителя составляет 10 см. После него сверху на бак надевается кожаный кожух. Внутри емкости находится теплоноситель, который при сгорании топлива в котле быстро нагревается и долго сохраняет тепло за счет слоя утеплителя. После остановки работы котла накопитель отдает свое тепло в помещение, обогревая его. По этой причине растапливать котел будет необходимо не так часто, как раньше.

По своему устройству емкости теплоаккумулятора бывают:

  • с расположенным внутри бойлером. Такая конструкция создана для обеспечения жилья горячей водой из автономного источника;
  • с одним или двумя теплообменниками;
  • пустыми (без теплоносителя).

Для подключения накопителя к котлу и системе отопления дома предусмотрены резьбовые отверстия.

Принцип работы накопителя

Благодаря налаженной работе всей топливной системы, и в частности, теплоаккумулятора для твердотопливного котла, в жилье поддерживается постоянная температура за счет высокого КПД устройства и рационального использования тепла. Взаимодействие всей системы происходит в следующей последовательности:

  • Подача в котел холодной воды. После начала работы циркуляционного насоса, расположенного между котлом и накопителем, холодная жидкость из последнего устройства передается в верхнюю часть котла, и горячая вода начинает занимать освободившееся пространство.
  • Подача горячей воды в отопительную систему . После включения насоса, установленного между накопителем и радиатором, он нагнетает горячую воду в трубы отопления, а холодный теплоноситель начинает поступать вниз накопительного бака. После достижения в помещении нужной температуры термостат отключает работу накопителя.
  • Передача аккумулирующей энергии. Она осуществляется даже после сгорания в топке всех дров. Накопитель будет передавать тепло до тех пор, пока весь его бак не заполнится холодной водой.

Теплоаккумулятор для котлов отопления может отапливать помещение своими силами даже сутки. На продолжительность его работы будет влиять объем емкости, количество радиаторов, продолжительность труб между ними и температура на улице. Продлить его работу помогут встроенные в него змеевики – ТЭНы, подогревающие жидкость.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Это устройство имеет довольно внушительные размеры, поэтому его лучше вносить в первоначальный проект отопления. Существует несколько методик расчета его бака. Приведем самые простые из них:

Буферная емкость выбирается из среднего соотношения 30–50 л воды на 1 кВт мощности котельной установки.

Принять за исходную величину площадь отапливаемого помещения. Зная квадратуру отапливаемого помещения, следует умножить ее на 4 и получить объем бака. Например, нагреть домик в 50 м2 способен накопитель в 200 литров.

Не стоит брать бак слишком большого объема. В этом случае нужно нагреть много воды, а котел может не справиться с поставленной задачей. Его мощность первоначально выбиралась исходя из расчета, что она больше в два раза нужной, а в случае использования габаритной емкости потребуется приобрести котельную установку еще с большим запасом мощности.

При выборе накопительной емкости кроме расчетов следует учитывать еще один показатель: если теплопотребление в пиковые часы сильно отличается от среднечасового, и они занимают продолжительное время, то бак нужно покупать с большим объемом, чем получился при расчетах.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Подключение осуществляется в упрощенном виде, и может быть выполнено своими руками. Буферная емкость располагается параллельно отопительному устройству, а трубы закольцовывают ее, поэтому такая схема известна еще как обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

В подключении участвуют:

  • трехходовой клапан;
  • циркуляционный насос, расположенный на обратной магистрали между котлом и накопителем;
  • змеевик для нагрева воды;
  • теплоаккумулятор для котла отопления в виде большого бака, наполненного горячей и холодной водой;
  • трехходовой кран;
  • циркуляционный насос, находящийся между накопителем и радиатором;
  • котел;
  • отопительный прибор.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется через патрубки. Более точную информацию о завязке всех приборов отопительной системы можно понять, изучив пошаговую инструкцию.

Инструкция и видео по подключению теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Пошаговая инструкция по подключению агрегата:

  1. Вначале устанавливается котел по стандартной схеме. На трубах, идущих от него к накопителю, обязательно нужно установить группу безопасности и трехходовой клапан. Последний защищает котельную установку от конденсата. Если в котле ручная загрузка, то температура воды в обратной магистрали будет не ниже 55 0С, а для его аналога гидролизного типа она лежит в пределах от 65 до 75 0С. Под этот показатель подбирается соответствующий клапан. Перед ним устанавливается циркуляционный насос, нагнетающий горячий теплоноситель в буферный бак.
  2. В систему подключается теплоаккумулятор.
  3. На верхней трубе устанавливается трехходовой смесительный кран.
  4. Подключается насос. Для его подсоединения в систему нужно дополнительно установить на верхней части накопителя обычный релейный термостат, который имеет погружную гильзу.
  5. После него необходимо предусмотреть два обратных клапана: лепестковый вид будет расположен на горячей трубе, а пружинный на обратке. Они необходимы для введения в систему газового котла.

Установка, работающая на газу, признана выполнять две функции: она выступает альтернативным источником тепла, а также компенсирует долгий нагрев отопительной системы котлом, уменьшая его от 4 часов до получаса. Газовая установка дает в систему воду, нагретую до 40 0С, а котел нагнетает ее до 600С. Когда такая вода продвигается по системе, в газовом устройстве происходит автоматическое отключение. В случае если в системе температура станет меньше 400С, газовый котел снова включится и начнет обогревать жилье.

В предложенном ролике продемонстрировано, как правильно подсоединить накопитель с котлом на твердом топливе и его аналогом на газу.

Сегодня накопители для топливной системы очень популярны. Они эффективны и экономны. С ними можно оттянуть закладку топлива в котел на сутки, а при продумывании всех деталей системы и на более долгий срок. Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу можно выполнить самому или обратившись за помощью к специалистам. Запуск отопления лучше производить в их присутствии, чтобы они правильно отреагировали при возникновении неполадок.

Источники: http://www.sovets.ru/housewife/flat/otoplenie/11111.htm, http://cotlix.com/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-rekomendacii-po-vyboru, http://ksportal.ru/804-podklyuchit-teploakkumulyator-k-tverdotoplivnomu-kotlu.html

Типы аккумуляторов — Контроль скважин

Обычно используются два типа гидроаккумулятора — баллонный и поплавковый (Рисунок 47). Каждый из них имеет общую емкость (жидкость + азот + баллон / поплавок) 11 галлонов, хотя также доступны версии на 15 галлонов. Поплавковые аккумуляторы Cameron доступны емкостью до 35 галлонов. Объем, занимаемый поплавком или мочевым пузырем, обычно принимается равным 1 галлону.

Баллонный аккумулятор содержит резиновый баллон, который отделяет азот от хранящейся гидравлической жидкости.Газ впрыскивается в баллон через клапан предварительной зарядки в верхней части баллона, а гидравлическая жидкость поступает в аккумулятор снизу. Тарельчатый клапан в основании бутылки предотвращает выдавливание и повреждение мочевого пузыря после того, как вся жидкость будет удалена.

В аккумуляторе поплавкового типа газ вводится через верхнюю часть баллона и отделяется от хранящейся жидкости с помощью плавучего поплавка. Утечка газа через отверстие для жидкости в основании бутылки предотвращается за счет веса поплавка, приводящего в действие запорный клапан после того, как вся жидкость удалена.

Конструкция поплавкового типа более сложна, чем тип баллона, и, хотя замена резинового баллона может быть сложной операцией, этот тип бутылок, как правило, является наиболее часто используемым из двух. Поскольку часто требуется большое количество аккумуляторных баллонов, их устанавливают в банки, которые имеют необходимые изолирующие клапаны, позволяющие повторно заряжать или обслуживать отдельные баллоны.

Тип поплавка

Рисунок 47 — Типы аккумуляторов

Тип поплавка

Тип мочевого пузыря

Рисунок 47 — Типы аккумуляторов

□ rillinq S Well Services Trai ring

Рис. 48 — Зарядка гидроаккумулятора баллонного типа

Объем гидравлической жидкости при 3000 фунтов на квадратный дюйм равен 6.67 галлонов. Объем гидравлической жидкости при давлении 1200 фунтов на квадратный дюйм равен 1,67 галлона. Следовательно, пригодная к употреблению жидкость, работающая под указанным выше давлением; равно 6,67—1,67 = 5 галлонов

ПРИМЕЧАНИЕ: Если общий объем гидравлической жидкости, необходимый для работы различных функций противовыбросового превентора, должен составлять 225 галлонов. Требуемое количество накопительных баллонов на 10 галлонов будет;

□ Тренинг по обслуживанию буровых скважин

Размер аккумулятора

Определение общей емкости аккумулятора, необходимой для конкретного блока противовыбросового превентора, является важным аспектом при проектировании системы управления.Конкретные применяемые критерии зависят от соответствующего регулирующего органа или от политики компании-оператора. Однако в качестве примера можно взять следующее:

• Аккумуляторы должны обеспечивать подачу жидкости, необходимой для работы в соответствии с требованиями противовыбросового превентора, и при этом сохранять давление на 200 фунтов на кв. Дюйм выше давления предварительной зарядки.

Рабочее давление аккумуляторов обычно составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм. Для удержания некоторых кольцевых превенторов в закрытом состоянии требуется минимум около 1200 фунтов на квадратный дюйм, и поэтому это считается минимально допустимым давлением, которое должно оставаться в аккумуляторе после работы функций дымовой трубы.Таким образом, предварительное давление в 1000 фунтов на квадратный дюйм гарантирует, что в баллонах останется небольшой запас жидкости, когда давление в системе упадет до 1200 фунтов на квадратный дюйм. Рисунок 48 иллюстрирует эти ситуации для баллонного аккумулятора.

Используя эти значения давления, можно рассчитать количество используемой жидкости в бутылке, а знание общего объема жидкости, необходимого для различных функций штабеля, позволит определить необходимое количество бутылок. Однако для надводных и подводных аккумуляторов расчеты различаются.

Гидростатическое давление морской воды будет добавлено к начальному давлению предварительной зарядки газа в 1000 фунтов на квадратный дюйм (подводные баллоны), это уменьшит общие используемые объемы жидкости.

Это увеличение гидростатики морской воды на установленных в штабеле баллонах предназначено для преодоления любого гидростатического сжатия пучков шлангов перед их попаданием в контейнеры.

Была ли эта статья полезной?

Эта книга, несомненно, изменит вашу жизнь благодаря тому факту, что после прочтения этой книги и выполнения шагов, которые изложены для вас в ясной и лаконичной форме, вы будете зарабатывать до нескольких тысяч дополнительных долларов в месяц, как Вы можете видеть на обложке книги, где мы будем обсуждать, как можно заработать на том, что многие люди считают мусором, это предметы, которые имеют ценность для многих людей, которые могут быть проданы и помогают людям, которые больше всего в них нуждаются.

Получите мою бесплатную электронную книгу

.

Для расчета тепловой мощности — Vulcanic

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ

Нагрев объема жидкости

Расчет мощности, необходимой для повышения температуры объема жидкости в течение заданного времени.

to calculte heating power for a volum of liquid

Нагревание циркулирующей жидкости

Расчет мощности, необходимой для повышения температуры потока газа или жидкости за один проход.

to calculate heating power on a flow

,

Калькулятор объема

Квадратная пирамида

Pyramid Diagram with h = height, l = length and w = width and s = slant height

h = высота

s = наклонная высота

a = длина стороны

e = длина боковой кромки

г = а / 2

В = объем

L = площадь боковой поверхности

B = площадь базовой поверхности

S = общая площадь поверхности

Рассчитывайте больше с
Калькулятор пирамид

Использование калькулятора

Онлайн-калькулятор для расчета объема геометрических тел, включая капсулу, конус, усеченную пирамиду, куб, цилиндр, полусферу, пирамиду, прямоугольную призму, сферу и сферический колпачок.

Единицы: Обратите внимание, что единицы показаны для удобства, но не влияют на вычисления. Единицы измерения указывают на порядок результатов, например футы, футы 2 или футы 3 . Например, если вы начинаете с мм и знаете a и h в мм, ваши вычисления приведут к V в мм 3 .

Ниже приведены стандартные формулы объема.

Формулы объема:

Объем капсулы

  • Объем = πr 2 ((4/3) r + a)
  • Площадь поверхности = 2πr (2r + a)

Объем и площадь кругового конуса

  • Объем = (1/3) πr 2 ч
  • Площадь боковой поверхности = πrs = πr√ (r 2 + h 2 )
  • Площадь базовой поверхности = πr 2
  • Общая площадь поверхности

    = L + B = πrs + πr 2 =
    πr (s + r) =
    πr (r + √ (r 2 + h 2 ))

Объем круглого цилиндра

  • Объем = πr 2 ч
  • Площадь верхней поверхности = πr 2
  • Площадь нижней поверхности = πr 2
  • Общая площадь поверхности

    = L + T + B = 2πrh + 2 (πr 2 ) = 2πr (h + r)

Объем конической усадки

  • Объем = (1/3) πh (r 1 2 + r 2 2 + (r 1 * r 2 ))
  • Площадь боковой поверхности

    = π (r 1 + r 2 ) s =
    π (r 1 + r 2 ) √ ((r 1 — r 2 ) 2 + h 2 )
  • Площадь верхней поверхности = πr 1 2
  • Площадь базовой поверхности = πr 2 2
  • Общая площадь поверхности

    =
    π (r 1 2 + r 2 2 + (r 1 * r 2 ) * s)

    =
    π [r 1 2 + r 2 2 + (r 1 * r 2 ) * √ ((r 1 — r 2 ) 2 + h 2 )]

Объем куба

  • Объем = a 3
  • Площадь поверхности = 6a 2

Объем полушария

  • Объем = (2/3) πr 3
  • Площадь изогнутой поверхности = 2πr 2
  • Площадь базовой поверхности = πr 2
  • Общая площадь поверхности = (2πr 2 ) + (πr 2 ) = 3πr 2

Объем пирамиды

  • Объем = (1/3) 2 ч
  • Площадь боковой поверхности = a√ (a 2 + 4h 2 )
  • Площадь базовой поверхности = 2
  • Общая площадь поверхности

    = L + B = a 2 + a√ (a 2 + 4h 2 ))

    = a (a + √ (a 2 + 4h 2 ))

Объем прямоугольной призмы

  • Объем = л / ч
  • Площадь поверхности = 2 (lw + lh + wh)

Объем сферы

  • Объем = (4/3) πr 3
  • Площадь поверхности = 4πr 2

Сферический колпачок объем

  • Объем = (1/3) πh 2 (3R — h)
  • Площадь поверхности = 2πRh

Объем треугольной призмы

\ [V = \ dfrac {1} {4} h \ sqrt {(a + b + c) (b + c-a) (c + a-b) (a + b-c)} \]

,Гидравлический аккумулятор

| authorSTREAM

Презентация в PowerPoint:

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР Chandan Nagaraja 1RV08ME021 RVCollege of Engineering, Bengaluru

ОБЗОР:

Обзор

Обзор применения гидроаккумулятора 9000 Обзор 9000 Типы аккумуляторов 9000 Обзор конструкции аккумулятора

ВВЕДЕНИЕ Гидравлический аккумулятор — это накопитель энергии. Это резервуар для хранения под давлением, в котором несжимаемая гидравлическая жидкость находится под давлением от внешнего источника.В качестве внешнего источника может использоваться пружина, приподнятый груз или сжатый газ. Основные причины, по которым в гидравлической системе используется гидроаккумулятор, заключаются в том, что насос не должен быть настолько большим, чтобы справляться с экстремальными потребностями, а цепь предложения может быстро реагировать на любой временный спрос и сглаживать пульсацию.

ИСТОРИЯ:

ИСТОРИЯ Первый гидроаккумулятор был изготовлен Уильямом Армстронгом в 1846 году, построившим кран, приводимый в действие водой из городской сети в Ньюкасле, Великобритания. Позже в 1852 году Армстронг использовал башню дока Гримсби для постоянного давления для кранов, шлюзов и шлюзов.Башня дока Гримсби — это гидроаккумулятор, который используется для содержания гидравлического резервуара из кованого железа объемом 30 000 британских галлонов (136 м 3) на высоте 300 футов (91 м) для обеспечения питания запорных ворот и кранов дока Гримсби.

PowerPoint Presentation:

Аккумулятор башенного типа Аккумулятор подъемной массы Аккумулятор сжатого газа Баллонный аккумулятор Мембранный аккумулятор Поршневой аккумулятор Металлический сильфонный аккумулятор Пружинный аккумулятор ВИДЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО АККУЛЯТОРА

1.АККУМУЛЯТОР БАШНЕВОГО ТИПА:

1. АККУМУЛЯТОР БАШНЕВОГО ТИПА Первыми гидроаккумуляторами для гидравлического дока Armstrong были простые водонапорные башни. Он использует гидравлическую головку. Он подает постоянное давление на выход. LONDON TOWER BRIDGE

2. АККУМУЛЯТОР ПОВЫШЕННОГО ВЕСА:

2. АККУМУЛЯТОР ПОВЫШЕННОГО ВЕСА Аккумулятор увеличенного веса состоит из вертикального цилиндра, в котором жидкость подается в гидравлическую линию. Цилиндр закрывается поршнем, на котором размещен ряд грузов, которые оказывают на поршень направленную вниз силу и тем самым подпитывают жидкость в цилиндре.Гравитация воздействует на вес, создавая давление в жидкости гидравлической системы, таким образом сохраняя энергию.

:

ПРЕИМУЩЕСТВА: Используется для соответствия требованиям тяжелой промышленности. Чрезвычайно высокая емкость при низкой стоимости. Прочная и прочная конструкция. ОГРАНИЧЕНИЯ: Чрезвычайно громоздкий и тяжелый. Проблема с уплотнением. В отличие от аккумуляторов сжатого газа, этот тип обеспечивает почти постоянное давление, независимо от объема жидкости в цилиндре, до тех пор, пока он не опустеет. Гидравлический машинный отсек, гавань Бристоля.

3. АККУМУЛЯТОР СЖАТОГО ГАЗА:

3. АККУМУЛЯТОР СЖАТОГО ГАЗА В данной ситуации широко используется аккумулятор. Он широко известен как «гидропневматический аккумулятор». Он прикладывает силу к жидкости, используя сжатый газ, который действует как пружина. В нем используется инертный газ (азот) под давлением, который обеспечивает сжимающую силу для жидкости. Кислород не используется, потому что кислород и масло могут образовывать взрывоопасную смесь при объединении под давлением. Поскольку объем сжатого газа изменяет давление газа, а давление жидкости изменяется обратно пропорционально.

a) МОЧЕВОЙ АККУМУЛЯТОР:

a) МОЧЕВОЙ АККУМУЛЯТОР Баллонный аккумулятор состоит из бесшовного цилиндра высокого давления с внутренним эластомерным баллоном с азотом под давлением и гидравлической жидкостью с другой (внешней) стороны. Аккумулятор заряжается азотом через вентиль, установленный сверху. Аккумулятор будет предварительно заряжен до номинального давления, когда насосы не работают. Максимальный расход гидроаккумулятора регулируется отверстием для открытия и перепадом давления в отверстии.Широко используемыми материалами баллонов являются эпихлороводородный каучук (ECO) и акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR).

Накопитель мочевого пузыря (различные этапы работы):

Накопитель мочевого пузыря (различные этапы работы)

Презентация в PowerPoint:

ПРЕИМУЩЕСТВА: Быстро действует Не подвержен загрязнению Состоит в поведении в аналогичных условиях ОГРАНИЧЕНИЯ: Степень сжатия ограничена, примерно 4 : 1 Поражение мочевого пузыря.

b) АККУМУЛЯТОР ДИАФРАГМОВОГО ТИПА:

б) АККУМУЛЯТОР ДИАФРАГМНОГО ТИПА Аналогичен баллонному типу, за исключением того, что вместо мешка используется эластомерная диафрагма.Обычно это уменьшает полезный объем гидроаккумулятора, поэтому диафрагменный гидроаккумулятор может не обладать емкостью баллонного гидроаккумулятора. Мембранный аккумулятор может быть сферическим или цилиндрическим. Основное отличие баллонного гидроаккумулятора — это увеличенная максимальная степень сжатия примерно 8: 1. Он малый вес, компактная конструкция и хорошо подходит для ударных нагрузок (хорошие характеристики отклика). АККУМУЛЯТОР:

АККУМУЛЯТОР ТИПА ДИАФРАГМЫ

c) АККУМУЛЯТОР ПОРШНЕВОГО типа:

в) АККУМУЛЯТОР ПОРШНЕВОГО типа Этот аккумулятор состоит из блока цилиндра, узла поршня и двух узлов крышек.Аккумулятор содержит свободно плавающий поршень с жидкостью на одной стороне поршня и предварительно заряженным воздухом или азотом с другой стороны. Увеличение объема жидкости уменьшает объем газа и увеличивает давление газа, что обеспечивает рабочий потенциал, когда жидкость выпускается.

АККУМУЛЯТОР ПОРШНЕВОГО ТИПА:

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОРШНЕВОГО ТИПА: Высокая степень сжатия до 10: 1 Более высокая скорость потока, чем у баллонного типа. ОГРАНИЧЕНИЯ: они более восприимчивы к загрязнению жидкостью. Меньшее время отклика, чем у баллона и диафрагмы.

d) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ НАКОНЕЧНИК:

d) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СИЛЬНЫЙ АККУМУЛЯТОР. герметичные сварные металлические сильфоны.Жидкость может быть внутри или снаружи сильфона. Он используется, когда быстрое время отклика не критично, но важна надежность. Металлические сильфоны предварительно заряжаются поставщиком, а затем герметично закрываются, что приводит к необслуживаемому аккумулятору. Внутренний

АККУМУЛЯТОР С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СИЛЬФОМ:

ПРЕИМУЩЕСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СИЛЬФОНА ПРЕИМУЩЕСТВА: Тип металлического сильфона включает исключительно низкую жесткость пружины, позволяющую газовой зарядке выполнять всю работу с небольшим изменением давления от полного до пустого, и большой ход относительно твердой высоты, что дает максимальный объем хранения для данного размера контейнера.Обеспечивает исключительно высокую производительность аккумулятора. Он может производиться из широкого спектра сплавов, что обеспечивает широкий диапазон совместимости с жидкостями. ОГРАНИЧЕНИЯ: Время отклика больше Высокая стоимость Внешний внешний

4. Аккумулятор пружинного типа:

4. Аккумулятор пружинного типа Он использует энергию, запасенную в пружинах, для создания постоянного усилия на жидкость, содержащуюся в соседнем узле гидроцилиндра. Нагрузочные характеристики пружины таковы, что накопление энергии зависит от силы, необходимой для сжатия пружины.Свободная (несжатая) длина пружины представляет собой нулевой накопитель энергии. Когда пружина сжимается до максимальной установленной длины, устанавливается высокое давление жидкости в узле гидроцилиндра. Когда жидкость под давлением входит в цилиндр гидроцилиндра, заставляя пружину сжиматься, давление на жидкость будет расти из-за увеличения нагрузки, необходимой для сжатия пружины.

PowerPoint Presentation:

Он действует в соответствии с законом Хука, величина силы, прилагаемой пружиной, линейно пропорциональна ее растяжению.Подпружиненный аккумулятор

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ:

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ:

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ

ФУНКЦИИ: Где используются аккумуляторы ?: ФУНКЦИИ:

Аккумуляторы можно творчески применять в любом количестве ситуаций, в том числе: Аварийная ситуация и безопасность: аккумулятор, который постоянно находится под давлением, ценен в случае сбоя электропитания, поскольку он может обеспечивать поток и давление для выполнения дополнительных функций или завершения машинный цикл.Гашение ударов или пульсаций: аккумулятор может использоваться для смягчения скачков давления из-за внезапного закрытия клапана, пульсации насосов или реакции нагрузки на внезапное движение частей, подключенных к гидроцилиндрам. Компенсация утечки: аккумулятор может использоваться для поддержания давления и восполнения потери жидкости из-за внутренней утечки компонентов системы, включая цилиндры и клапаны. Тепловое расширение: гидроаккумулятор может поглощать перепады давления, вызванные колебаниями температуры в замкнутой гидравлической системе.Снижение шума: гидроаккумулятор эффективно снижает шум гидравлической системы, вызываемый предохранительными клапанами, пульсациями насоса, ударами системы и другими шумами, создаваемыми контурами.

PowerPoint Presentation:

Энергосбережение: аккумулятор может использоваться в качестве дополнения к насосу во время пикового потребления, тем самым уменьшая размер необходимого насоса и двигателя. Накопитель заряжается во время частей цикла насоса с низкой потребностью, а затем разряжается во время частей системы с высокой потребностью.Улучшенное время отклика: гидроаккумулятор (баллонного типа) имеет практически мгновенное время отклика, которое может очень быстро обеспечивать жидкостью быстродействующие клапаны, такие как сервоприводы, и пропорционально повышать их эффективность Нагнетательный клапан, электрический (опционально) Порт P-порт аккумулятора Порт манометра Закрытие- запорный клапан Блок коллектора Клапан сброса давления Нагнетание, вручную Гидравлическое обозначение Переходник, фланец

РАССМОТРЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ АККУМУЛЯТОРА: (Что я должен знать, чтобы определить размер и выбрать гидроаккумулятор?):

РАССМОТРЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ АККУМУЛЯТОРА: (Что я должен знать для определения размера и выбрать гидроаккумулятор?) Тип аккумулятора Объем аккумулятора Номинальное давление в гидравлической системе Минимальное и максимальное давление в гидравлической системе Давление предварительной зарядки Требуемый расход Объем выходного объема Время перезарядки Время отклика Тип жидкости

PowerPoint Presentation:

Давления: для расчета аккумулятора, решающее значение имеют следующие давления: p 0 = давление наддува газа при комнатной температуре и слитой камере жидкости p 0 (t) = давление наддува газа при рабочей температуре p 0 (tmax) = давление наддува газа при макс.рабочая температура p 1 = минимальное рабочее давление p 2 = максимальное рабочее давление pm = среднее рабочее давление V0 = номинальная емкость аккумулятора Для достижения максимально возможного использования емкости аккумулятора и длительного срока службы рекомендуется, чтобы следующие значения были соблюдается: p0 (tmax) ≈0.9 * p1 (1) Максимальное гидравлическое давление не должно превышать четырехкратное давление предварительной зарядки; в противном случае эластичность баллона оказывается чрезмерно напряженной, и чрезмерные колебания сжатия приводят к сильному нагреванию газа: p2 ≤ 4 * p0 (2) РАСЧЕТЫ

PowerPoint Presentation:

a) В случае изотермических изменений состояния газов, то есть когда газовый буфер изменяется так медленно, что остается достаточно времени для полного теплообмена между азотом и окружающей средой, и поэтому температура остается постоянной, справедливо следующее: (3.1) б) В случае адиабатического изменения состояния, то есть при быстрой смене газового буфера, в которой также изменяется температура азота, справедливо следующее: (3.2) γ = отношение удельная теплоемкость газов (показатель адиабаты) для азота = 1,4. На практике изменение состояния скорее происходит по законам адиабаты. Зарядка часто изотермическая, а разрядка адиабатическая. Объем масла: давления p0… p2 определяют объемы газа V0… V2. Здесь V0 — это также номинальная емкость аккумулятора.γ Cont ………

PowerPoint Presentation:

Расчет полезного объема аккумулятора. На основе гидроцилиндра полезный объем гидроаккумулятора (V) может быть рассчитан по следующей формуле… + d = внутренний диаметр гидроцилиндра D = диаметр поршня гидроцилиндра s = длина хода гидроцилиндра a = количество полных ходов выдвижения e = количество полных ходов втягивания x = количество остаточных ходов выдвижения z = количество остаточных ходов втягивания

PowerPoint Presentation:

измерительный стакан 4/3 ходовой клапан с электромагнитным срабатыванием Цилиндр в сборе Гидравлический насос гидроаккумулятора блок питания Обратный клапан Гидравлический контур аккумулятора PRV

PowerPoint Presentation:

Электрическая схема

ПРИМЕНЕНИЕ:

ПРИМЕНЕНИЕ Аккумуляторы — это устройства, используемые для хранения гидравлической энергии, чтобы делать следующее: Гашение пульсаций и ударов периодического характера Увеличивать скорость рабочей схемы.Зажимные устройства для зажима тисков и приспособлений Цепи резервного питания. Схемы снижения перенапряжения Сельскохозяйственная техника и оборудование Лесозаготовительное оборудование Нефтепромысловые и оффшорные станки и внедорожное оборудование Горное оборудование и оборудование Мобильное и строительное оборудование Подвеска в транспортных средствах

Презентация PowerPoint:

Гидроэлектрический выключатель давления Блок безопасности аккумулятора для диафрагменного типа Накопление энергии в термопластавтомате

Презентация в PowerPoint:

Схема компенсации утечки масла и схема сокращения времени хода

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, каковы преимущества использования аккумуляторов ?:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, каковы преимущества использования аккумуляторов? Более низкие затраты на установку системы, гидроаккумуляторная гидросистема может уменьшить размер насоса и электродвигателя, что приводит к меньшему количеству используемого масла, меньшему резервуару и снижению затрат на оборудование.Меньшие затраты на утечки и техническое обслуживание, способность снизить удары системы продлят срок службы компонентов, уменьшат утечки из соединений труб и минимизируют затраты на техническое обслуживание гидравлической системы. Улучшенные характеристики, низкоинерционные баллонные гидроаккумуляторы могут обеспечить мгновенное время отклика для удовлетворения требований к пиковой нагрузке. Они также могут помочь в достижении постоянного давления в системах с использованием насосов переменной производительности для повышения производительности и качества.

PowerPoint Presentation:

Сниженный уровень шума, уменьшенный размер насоса и двигателя сочетается с системой амортизации общего уровня шума машины и приводит к повышению производительности оператора.Гибкие подходы к проектированию. Широкий выбор типов и размеров аккумуляторов, включая аксессуары, обеспечивает универсальный и простой в применении подход к проектированию. Снижение затрат на электроэнергию, экономия до 33% достигаются в высокопроизводительном промышленном оборудовании, использующем аккумуляторы.

Презентация PowerPoint:

СПАСИБО

.