Теплоаккумуляторы буферные емкости Теплобак

Теплоаккумуляторы и буферные емкости «Теплобак» применяются для накопления, хранения и последующей передачи тепловой энергии в водяных системах отопления, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения. Стальной теплоизолированный бак разделяет во времени выработку и потребление тепла: котел, тепловой насос, солнечный коллектор или электрический нагреватель может работать в наиболее эффективном режиме, а отопительные контуры получают энергию в соответствии с фактической нагрузкой здания.

Группа Компаний «МеталлЭнергоХолдинг» поставляет буферные емкости серий ВТА и ВТА/Н объемом от бытовых до промышленных исполнений, модели без встроенных теплообменников, с одним или двумя змеевиками, с проточным приготовлением горячей воды, внутренним баком ГВС, патрубками под ТЭНы и индивидуальной схемой подключений. Возможны подбор по мощности источника, проверка габаритов котельной, комплектация арматурой, теплоизоляцией, датчиками, насосно-смесительными узлами и доставка на объект.

Точная модификация выбирается по гидравлической схеме. До заказа необходимо определить назначение бака, расчетный объем, рабочее давление, максимальную температуру, вид теплоносителя, количество источников и потребителей тепла, необходимость ГВС, число теплообменников, размеры патрубков, расположение дверных проемов и допустимую нагрузку на основание.

Что представляет собой теплоаккумулятор

Буферная емкость — это вертикальный стальной резервуар с патрубками на разных высотах и теплоизоляцией. Внутри основного бака находится теплоноситель отопительной системы. Горячая вода имеет меньшую плотность и располагается в верхней части, более холодная — в нижней. Такое температурное расслоение позволяет подключать подающие и обратные линии на соответствующих уровнях и использовать накопленное тепло без интенсивного перемешивания всего объема.

Теплоаккумулятор не производит энергию самостоятельно. Он принимает избыток мощности, когда теплогенератор вырабатывает больше тепла, чем требуется зданию, и возвращает накопленную энергию после снижения мощности или остановки источника.

Основные задачи буферной емкости

• накопление избыточной тепловой энергии;
• увеличение продолжительности горения твердотопливного котла на номинальной мощности;
• снижение количества пусков компрессора теплового насоса;
• гидравлическое разделение генераторного и потребительских контуров;
• совместная работа нескольких источников тепла;
• подключение радиаторов, теплых полов, вентиляции и бойлеров с разными температурными графиками;
• использование ночного тарифа при электрическом нагреве;
• накопление энергии солнечных коллекторов;
• поддержание отопления после остановки котла;
• защита теплогенератора от частого тактования и неблагоприятного низкотемпературного режима.

Ассортимент теплоаккумуляторов «Теплобак»

Производитель выпускает бытовые и промышленные накопители тепла объемом ориентировочно от 50 до 10 000 литров. Конкретный диапазон зависит от серии и конструкции. Основная группа отопительных теплоаккумуляторов из углеродистой стали обозначается ВТА. Для одновременного отопления и накопления санитарной воды применяются комбинированные исполнения ВТА/Н и модели с нержавеющими теплообменниками ГВС.

Обозначение модели необходимо сверять с актуальным каталогом: расположение патрубков, наличие ревизионного фланца, площадь теплообменников, комплект теплоизоляции и допустимые давления могут различаться по объему и году выпуска.

Различия ВТА-1, ВТА-2, ВТА-3 и ВТА-4

Теплоноситель основного бака серии ВТА не является питьевой водой. Углеродистая сталь без внутреннего санитарного покрытия предназначена для закрытого отопительного контура. Для ГВС используют нержавеющий проточный теплообменник, внутренний бак ВТА/Н либо отдельный бойлер.

Теплоаккумулятор и бойлер косвенного нагрева

Комбинированная модель может выполнять обе функции, но давление и качество воды в отопительной и санитарной частях остаются раздельными. При заказе следует отдельно указывать давление основного бака, теплообменника и внутренней емкости ГВС.

Объемы и типовые области применения

Расчет запаса тепловой энергии

Ориентировочный запас энергии в водяном теплоаккумуляторе рассчитывается по формуле: Q = 0,001163 × V × ΔT, где Q — запас тепла в кВт·ч, V — объем воды в литрах, ΔT — полезный перепад температуры в градусах Цельсия.

Фактически доступная энергия будет меньше из-за тепловых потерь, неполного температурного расслоения, минимально допустимой температуры подачи и остаточного тепла, которое система уже не может использовать.

Расчет объема по требуемой энергии

Предварительный объем можно определить по формуле V = 860 × Q / ΔT, где Q — требуемый запас энергии в кВт·ч. Если необходимо накопить 50 кВт·ч при полезном перепаде 45 °C, расчетный водяной объем составит около 956 литров. После этого выбирают ближайшую модель с учетом фактического объема, теплообменников и запаса.

Подбор для твердотопливного котла

Твердотопливный котел наиболее эффективно работает при устойчивом горении и достаточной температуре обратной воды. Без буферной емкости в межсезонье приходится ограничивать подачу воздуха, что может снижать КПД, увеличивать образование сажи и конденсата.

Для защиты котла рекомендуется узел поддержания температуры обратной воды: термостатический клапан, насосно-смесительный блок или устройство типа Laddomat. Буфер не отменяет предохранительный клапан, аварийный теплоотвод и требования инструкции котла.

Подбор для теплового насоса

В системе с тепловым насосом буфер увеличивает водяной объем, стабилизирует расход через теплообменник и уменьшает число запусков компрессора. Это особенно важно при зональном регулировании, когда термостаты могут закрыть большую часть отопительных контуров.

• минимальный объем воды, требуемый изготовителем теплового насоса;
• минимальная продолжительность работы компрессора;
• разница между минимальной мощностью инвертора и текущей нагрузкой;
• объем воды, необходимый для цикла размораживания наружного блока;
• расход через конденсатор;
• схема параллельного или последовательного включения бака;
• наличие теплых полов, радиаторов и фанкойлов;
• режим охлаждения и необходимость бака серии CWT.

Слишком большой бак увеличивает стоимость, инерционность и теплопотери, поэтому его не следует выбирать только по принципу «чем больше, тем лучше».

Подключение солнечных коллекторов

Солнечный контур обычно отделяется от воды бака нижним теплообменником. В контуре коллектора может циркулировать незамерзающий теплоноситель, а основной объем емкости остается частью системы отопления.

Нижнее расположение змеевика позволяет нагревать наиболее холодную воду и повышает эффективность солнечного коллектора. Конкретную площадь теплообменника выбирают по мощности и температурному графику, а не только по объему бака.

Приготовление горячей воды

Проточный нержавеющий теплообменник

В моделях ВТА-1 и ВТА-2 санитарная вода протекает по верхнему змеевику из коррозионно-стойкой стали и нагревается от воды основного бака. В емкости не хранится большой запас питьевой воды, что уменьшает застой, но производительность зависит от температуры верхней зоны, площади теплообменника и расхода.

Система «бак в баке»

В моделях ВТА/Н внутри отопительного теплоаккумулятора расположена отдельная емкость из нержавеющей стали. Она работает как накопительный водонагреватель. Волнообразная стенка внутреннего бака увеличивает поверхность теплообмена и допускает температурные деформации.

Рабочее давление и температура

Для распространенных отопительных баков ВТА стандартное рабочее давление основного корпуса обычно составляет 3 бар, а максимальная рабочая температура — около 95 °C. Теплообменники могут иметь другое допустимое давление: нижний стальной змеевик и нержавеющий контур ГВС рассчитываются отдельно. Производитель также выпускает специальные сосуды с повышенным давлением.

Рабочее давление системы должно быть ниже минимального допустимого давления всех подключенных элементов. Предохранительный клапан настраивается по проекту и паспорту, а не по максимальному давлению насоса.

Теплоизоляция и кожух

Съемная теплоизоляция уменьшает потери тепла и позволяет занести бак в помещение без увеличенного наружного диаметра. У производителя встречаются несколько вариантов изоляции толщиной примерно 90–100 мм.

Комплектация зависит от модели. Необходимо отдельно проверять, входит ли изоляция в цену. Работа неизолированного бака приводит к значительным потерям энергии и перегреву котельной.

Материал корпуса и защита от коррозии

Основные теплоаккумуляторы ВТА изготавливаются из углеродистой стали без внутреннего санитарного покрытия. Они рассчитаны на закрытую отопительную систему, в которой поступление кислорода ограничено.

• перед заполнением систему промывают от окалины, сварочного шлака и загрязнений;
• качество воды должно соответствовать требованиям котла и другого оборудования;
• необходимо исключить постоянную подпитку свежей кислородсодержащей водой;
• при использовании антифриза проверяют совместимость стали, уплотнений и теплообменников;
• не допускается хранение санитарной питьевой воды непосредственно в черном стальном баке ВТА;
• наружное покрытие защищают от конденсата и механических повреждений;
• котельная должна быть сухой и вентилируемой.

Теплоноситель: вода или антифриз

Использовать автомобильный тосол в отопительной системе не рекомендуется. Применяют специализированный теплоноситель с паспортом, ингибиторами коррозии и допуском для материалов оборудования.

Буферная емкость не заменяет расширительный бак

При нагреве объем теплоносителя увеличивается. Закрытая буферная емкость полностью заполнена водой и не имеет свободной воздушной полости для безопасной компенсации расширения. Поэтому мембранный расширительный бак рассчитывается на полный объем системы, включая теплоаккумулятор, котел, трубы, радиаторы и теплообменники.

Патрубки и схема подключения

Большое количество патрубков на разных уровнях позволяет подключать несколько источников и потребителей, но неправильное распределение потоков разрушает температурное расслоение. Подавать горячую воду следует в верхнюю зону, обратные линии низкотемпературных контуров — в нижнюю.

Диаметры трубопроводов рассчитывают по расходу, допустимой скорости и гидравлическому сопротивлению. Уменьшение сечения непосредственно у бака может ограничить мощность зарядки и разрядки.

Установка электрических ТЭНов

ТЭН может поддерживать температуру, использовать ночной тариф, принимать избыток электроэнергии или выполнять резервный нагрев. Мощность и количество нагревателей выбирают по объему бака, электроснабжению и требуемому времени зарядки.

• наличие и размер резьбового штуцера;
• допустимая длина погружной части;
• трехфазное или однофазное питание;
• контактор, автоматический выключатель и УЗО;
• рабочий термостат и независимый ограничитель перегрева;
• заземление корпуса;
• блокировка включения без воды;
• возможность демонтажа ТЭНа без перемещения бака.

Требования к помещению и основанию

Заполненная емкость создает значительную постоянную нагрузку. Один кубический метр воды весит примерно одну тонну, к которой добавляется масса стального корпуса, теплообменников и изоляции.

• основание должно быть ровным, горизонтальным и несущим;
• нагрузку на перекрытие подтверждает проектировщик;
• необходимо оставить место для монтажа изоляции и обслуживания патрубков;
• перед покупкой проверяют высоту, ширину дверей, лестницы и повороты коридора;
• для крупного бака предусматривают монтажный проем или установку до завершения строительства;
• котельная должна иметь дренаж или аварийный приямок;
• температура помещения не должна приводить к замерзанию теплоносителя.

Монтаж теплоаккумулятора

1. Проверить модель, комплектность, шильду и отсутствие транспортных повреждений.
2. Установить бак вертикально на подготовленное основание.
3. Выдержать расстояния для монтажа изоляции, ТЭНов и арматуры.
4. Подключить трубопроводы без передачи их массы и усилий на патрубки.
5. Установить группу безопасности и расширительный бак.
6. Смонтировать слив, воздухоотводчик, датчики и термометры.
7. Подключить теплообменники с учетом их отдельного допустимого давления.
8. Промыть систему и заполнить подготовленным теплоносителем.
9. Удалить воздух из верхних точек и теплообменников.
10. Выполнить проверку герметичности и настройку автоматики.
11. После испытаний установить теплоизоляцию и защитный кожух.

Нельзя использовать патрубки как точки строповки, приваривать к корпусу дополнительные детали без согласования и подвергать заполненный бак механическим ударам.

Обязательная арматура и приборы

Автоматика и датчики температуры

Для управления используют датчики в верхней, средней и нижней зонах. Верхний показывает доступность горячего теплоносителя, нижний — степень полной зарядки, средний помогает оценивать положение температурного слоя.

Пусконаладка

• проверить давление воздуха в мембранном расширителе;
• настроить предохранительные клапаны и автоматику;
• проверить направление вращения и режим насосов;
• удалить воздух из всех контуров;
• ограничить максимальную температуру котла и ТЭНа;
• настроить минимальную температуру обратной воды котла;
• проверить формирование температурного расслоения;
• измерить расход через генераторный и потребительские контуры;
• проверить отсутствие самотечной циркуляции после остановки насосов;
• зафиксировать рабочие параметры в акте наладки.

Типичные ошибки подбора и монтажа

Обслуживание

Не реже периодичности, установленной проектом и паспортом, проверяют давление, предохранительную арматуру, состояние теплоизоляции, соединения, качество теплоносителя и работоспособность датчиков. Постоянная подпитка свидетельствует об утечке и ускоряет коррозию.

• осматривать корпус и сварные швы в доступных местах;
• проверять герметичность резьбовых и фланцевых соединений;
• испытать предохранительный клапан;
• контролировать предварительное давление расширительного бака;
• очищать фильтры и грязевики;
• проверять концентрацию и кислотность антифриза;
• промывать теплообменник ГВС при снижении производительности;
• проверять электрическую защиту ТЭНов;
• удалять воздух после ремонтных работ.

Нормативные документы

Не каждая бытовая буферная емкость автоматически относится к определенной категории оборудования по ТР ТС 032/2013. Применимость регламента и форму подтверждения соответствия определяют по рабочей среде, расчетному давлению, объему и произведению давления на объем.

Контроль качества и комплект документов

Транспортирование и хранение

Крупные емкости перевозят с фиксацией от перекатывания и ударов. Строповку выполняют только за предусмотренные изготовителем элементы или по согласованной схеме. Патрубки, теплообменники и резьбовые штуцеры не должны воспринимать грузовую нагрузку.

• защитить штуцеры заглушками;
• не повредить наружное покрытие;
• хранить корпус в сухом помещении или под водонепроницаемым навесом;
• съемную теплоизоляцию перевозить отдельно от тяжелого корпуса;
• не укладывать груз на теплоизоляционный кожух;
• перед подъемом уточнить массу и центр тяжести;
• крупные баки разгружать краном или погрузчиком соответствующей грузоподъемности.

Как заказать теплоаккумулятор «Теплобак»

Группа Компаний «МеталлЭнергоХолдинг» организует поставку теплоаккумуляторов и буферных емкостей «Теплобак» по России и странам ЕАЭС. Возможны проверка проекта котельной, подбор серии ВТА или ВТА/Н, расчет накопленной энергии, комплектация теплоизоляцией, ТЭНами, арматурой и насосно-смесительными узлами, а также поставка нестандартной емкости по техническому заданию.