Dauguma šiuolaikinių šildymo sistemų turi pradinį trūkumą, dėl kurio neįmanoma efektyviai organizuoti šildymo naudojant partinį šildymo katilą. Problema kyla ne deginant kurą, nors ne viskas ten vyksta sklandžiai, o organizuojant šilumos perdavimą iš šilumos šaltinio – kietojo kuro deginimo priekyje į namo ar buto gyvenamųjų kambarių oro erdvę. Šilumos akumuliatoriai yra skirti kompensuoti nuostolius, kuriuos sukelia periodiškas katilo veikimas. Tiksliau tariant, bet kokio partinio šildymo katilo šilumos akumuliatorius yra būtinas.
Įrenginys, išdidžiai vadinamas šilumos akumuliatoriumi katilams šildyti, yra nemažos talpos bakas, kai kuriais atvejais turintis iki 10 tonų vandens, su vidinių šilumokaičių sistema. Kas turėtų duoti šilumos akumuliatoriaus naudojimą:
- Saugus katilo generuojamos šilumos perteklius aušinimo skysčio vandens sraute;
- Padidinti katilinės šildymo-vėsinimo ciklo trukmę, taip palengvinant jos priežiūrą, atleidžiant ją nuo reikalo pradėti naktį ar nepatogiu metu.
- Padidinti darbo efektyvumą ir padidinti šildymo katilų išteklius.
Elektrinio šildymo katilų sistemoms reikia ne tik kieto kuro šildymo katilo, bet ir šilumos akumuliatoriaus. Šiuo atveju šilumos akumuliatoriaus naudojimą lemia dirbtinis pasirinkimas periodinio šildymo naudai ir tik naktį, kai galima naudoti palankesnę lengvatinę normą..
Šiuolaikinių šildymo katilų dizainas gamintojo labui yra optimizuotas atsižvelgiant į sąnaudas ir gamybos sąnaudas. Šiuolaikiškas šildymo katilas yra pagamintas iš lakštinio plieno, turintis minimalias išlaidas varganam ir nikeliui už brangų ir brangų, ir veikia viryklės režimu «krosnies krosnies».
Jo įrenginyje nėra net šilumos akumuliatoriaus užuominos. Toks šildymo katilas iš principo nesugeba kaupti šiluminės energijos. Palyginkite modernų granulių ar akmens anglių katilą su senosiomis ketaus šildymo katilų sunkiosiomis konstrukcijomis, o dar geriau – su įprastine kaimo akmens virykle. Pastaruoju atveju šilumos akumuliatoriaus funkcijas efektyviausiai atlieka mūras, kuris tiesiogiai sugeria šilumą iš liepsnos ir tolygiai perduoda į kambario orą 10–12 valandų..
Todėl modernus šildymo katilas yra neveiksmingas be šilumos akumuliatoriaus. Tvirtas raketinio kuro mazgas bus būtinas veikiant ir išsivers be kelių tonų šilumos akumuliatorių, jei jo įrenginyje pasirodys automatinio degalų įpylimo į krosnį ir vėlesnio valymo iš pelenų sistema..
Kaip veikia šilumos akumuliatorius ↑
Šilumos akumuliatoriaus paskirtis yra suteikti papildomą šiluminę energiją vandens šildymo kontūrui po to, kai šildymo katilas sumažina arba nustoja gaminti šilumą. Norėdami tai padaryti, didžiulėje talpoje yra didelis kiekis verdančio vandens, kurio slėgis yra maždaug 3 atm. Į rezervuaro korpusą yra išlydomas šilumokaitis, kurio pagalba «parsisiųsti» šiluma akumuliatoriui ir atvirkštinis pasirinkimas šildymo sistemai. Dažnai į rezervuarą įmontuojamas papildomas šilumokaitis, norint gauti karštą vandenį virtuvės ir vonios reikmėms.
Skirtingų temperatūrų srautų maišymo principas ↑
Norėdami greitai sušildyti kambarį, šilumos akumuliatorius, naudojant trijų krypčių vožtuvą, yra išjungtas nuo šildomo aušinimo skysčio judėjimo. Tik pašildžius vandens srautą vamzdžiuose, virš 60apieC, vanduo iš šilumos akumuliacinės talpos yra prijungtas prie grandinės. Kol katilas veikia, šiluma eina dviem kryptimis: į pavarą ir į šildymo radiatorius.
Pagal panašų principą yra ir tam tikrų teigiamų aspektų:
- Greitas gyvenamojo kambario pašildymas ir tik po to perteklinė šiluma nuleidžiama į šilumos akumuliatorių;
- Maišymo principas suteikia efektyvų šilumos perdavimą;
- Vandens tiekimas šilumos akumuliatoriuje yra strateginis katilo rezervas, tokiu būdu užkertant kelią galimam jo perdegimui, jei pažeidžiama vandens cirkuliacija šildymo įmonėje.
Idealiu atveju vanduo, cirkuliuojantis šiltame katilo šiltajame šilumokaityje, neturėtų būti maišomas su aušinimo skysčiu, tekančiu visoje šildymo sistemoje. Todėl šilumos akumuliatoriuose dažnai naudojama kitokia schema – su hidrauline izoliacija ir srauto atskyrimu.
Sistema su šilumos nešiklių hidrauliniu izoliavimu ↑
Šioje schemoje šilumos akumuliatorius vaidina vieną iš šilumos tiekimo grandinės elementų, jo negalima pašalinti iš srauto. Tiesą sakant, šilumos akumuliatoriuje vyksta nuolatinis šilumos perdavimas iš išleidžiamo «karšta» šildymo katilo kontūrą ir likusią vandens ar aušinimo skysčio masę, cirkuliuojančią šildymo sistemoje.
Ką tai suteikia:
- Šildymo katilo labai apkrautam šilumokaičiui reikia naudoti specialų vandenį, išvalytą nuo priemaišų ir deguonies. Tik toks vanduo garantuoja ilgą vamzdžių ir šilumokaičio tarpiklių tarnavimo laiką. Reikalingo paruošto vandens kiekio atsargos kaupiamos papildomame katile.
- Pagal specialią šildomo vandens iš šilumos kaupimo rezervuaro schemą galima lengvai valdyti pasirinkto skysčio temperatūrą, o tai supaprastina šildymo valdymo sistemą.
Trūkumai apima papildomų prietaisų poreikį – du siurblius: aušinimo skysčio cirkuliaciją ir maitinimo sistemas. Kartais atsarginei kopijai naudoti porą prietaisų – įtampos keitiklį ir elektrinę šildymo katilo bateriją. Priešingu atveju elektros energijos tiekimo nutraukimas gali sukelti rimtą avariją pirminėje grandinėje..
Sudėtingesnė ir patobulinta schema apima dviejų atskirų šilumokaičių, sujungtų viename šilumos akumuliatoriaus korpuse, naudojimą. Tai yra racionalesnis būdas organizuoti šilumos akumuliatoriaus, turinčio didelį atleidimą, veikimą. Jis gali būti rekomenduojamas tiems, kurie nori savo rankomis pasigaminti šilumos akumuliatorių šildymo katilui.
Šilumos akumuliatoriaus statyba namuose ↑
Norint pagaminti šilumos akumuliatorių, reikia nustatyti akumuliatoriaus šiluminę galią. Yra tam tikra kaupimo sistemos konstravimo technika. Vandens kiekis akumuliatoriuje imamas atsižvelgiant į 30–40 litrų skysčio kiekvienam 1000 W katilo šiluminės galios. Tokiu atveju namui 100 m atstumu2 šildomame plote reikės 350–400 litrų talpos. Geriausias variantas būtų naudoti paruoštą katilo baką su vandens lygio, slėgio ir temperatūros jutikliais.
Jei kaip darbinė schema pasirinkta maišymo sistema, ji tinkamai veikia net nesant specialių siurblių, šildymo kontūre turės būti sumontuotas papildomas trijų padėčių vožtuvo blokas..
Paprastesnėms grandinėms reikia vieno ar dviejų šilumokaičių, kurie turi būti įmontuoti į baką ↑
Geriau naudoti šilumokaitį, pagamintą iš tos pačios medžiagos kaip ir bakas. Tai užtikrina normalią suvirinimo kokybę montuojant šilumokaitį. Be to, šilumos akumuliatoriaus ertmėje geriau naudoti anodo apsaugą magnio elektrodais, panašiai kaip karšto vandens tiekimo elektrinius katilus. Išorinės rezervuaro sienos – šilumos akumuliatoriaus apvalkalas su izoliaciniais kilimėliais arba mineraline vata.
Žadamos šilumos akumuliatorių galimybės ↑
Vienas iš įdomių sprendimų buvo mažo dydžio akumuliatoriai, kuriuose vietoje vandens naudojami lydomi parafinai arba silikoniniai aliejai. Dėl žymiai didesnės šilumos talpos tapo įmanoma naudoti saugias mažo dydžio akumuliacines sistemas butų šildymo sistemų elektriniams katilams. Vietoj 300 litrų talpos rezervuaro planuojama naudoti dviejų sekcijų akumuliatorių, kurio bendras tūris yra 50 l aušinimo skysčio, kurio šilumos rezervas yra 15 kWh.
