Acumulador de calor para caldeiras de aquecimento: dispositivo, finalidade + instruções DIY
Como organizar o funcionamento de um sistema de aquecimento autônomo em modo econômico? É necessária a instalação de um acumulador de calor para aquecimento de caldeiras.Como resultado, a eficiência aumentará significativamente, enquanto os custos de combustível serão reduzidos e o custo global de manutenção da propriedade também será reduzido.
Falaremos sobre o funcionamento da unidade, que permite coletar e armazenar o calor gerado pela caldeira. Descrevemos detalhadamente todas as opções de dispositivos utilizados no dia a dia. O artigo que apresentamos descreve o âmbito de aplicação dos acumuladores de calor e as regras de funcionamento.
O conteúdo do artigo:
- O que é um acumulador de calor?
- Recursos de dispositivos internos e externos
- O princípio de funcionamento de um produto que economiza calor
- Tipos de modelos de armazenamento de calor
- Âmbito de aplicação do acumulador de calor
- Dispositivo de armazenamento de energia faça você mesmo
- Taxa acumulada de consumo de recursos
- Regras para operação segura
- Conclusões e vídeo útil sobre o tema
O que é um acumulador de calor?
Um acumulador de calor é um reservatório tampão projetado para acumular volumes excessivos de calor gerados durante a operação da caldeira. O recurso economizado é então utilizado no sistema de aquecimento no período entre as cargas programadas do principal recurso de combustível.
Conectar uma bateria devidamente selecionada permite reduzir o custo de aquisição de combustível (em alguns casos até 50%) e permite mudar para uma carga por dia em vez de duas.
Se você equipar o equipamento com reguladores inteligentes e sensores de temperatura e automatizar o fornecimento de calor do tanque de armazenamento para o sistema de aquecimento, a transferência de calor aumentará significativamente e o número de porções de combustível carregadas na câmara de combustão da unidade de aquecimento aumentará visivelmente diminuir.
Recursos de dispositivos internos e externos
O acumulador de calor é um tanque vertical em forma de cilindro feito de chapa de aço preto ou inoxidável de alta resistência.
Há uma camada de verniz baquelite na superfície interna do aparelho. Protege o tanque tampão da influência agressiva de água quente industrial, soluções salinas fracas e ácidos concentrados. A tinta em pó é aplicada na parte externa da unidade, resistente a altas cargas térmicas.
O isolamento térmico externo é feito de espuma de poliuretano reciclada. A espessura da camada protetora é de cerca de 10 cm. O material possui uma trama complexa específica e um revestimento interno de cloreto de polivinila.
Esta configuração evita o acúmulo de partículas de sujeira e pequenos detritos entre as fibras, proporciona um alto nível de resistência à água e aumenta a resistência geral ao desgaste do isolador térmico.
A superfície da camada protetora é coberta por uma capa de couro sintético de boa qualidade.Graças a estas condições, a água no tanque tampão esfria muito mais lentamente e o nível de perda geral de calor de todo o sistema é significativamente reduzido.
O princípio de funcionamento de um produto que economiza calor
O acumulador de calor opera de acordo com o esquema mais simples. Um tubo de uma caldeira a gás, combustível sólido ou elétrica é conectado à unidade por cima.
A água quente flui através dele para o tanque de armazenamento. Resfriando durante o processo, ele desce até o local da bomba circular e, com sua ajuda, é realimentado na passagem principal para retornar à caldeira para o próximo aquecimento.
Uma caldeira de qualquer tipo, independente do tipo de recurso combustível, funciona em etapas, ligando e desligando periodicamente quando a temperatura ideal do elemento de aquecimento é atingida.
Quando o trabalho é interrompido, o refrigerante entra no reservatório e no sistema é substituído por líquido quente que não esfriou devido à presença de um acumulador de calor. Com isso, mesmo depois de a caldeira ser desligada e passar para o modo passivo até o próximo abastecimento de combustível, as baterias permanecem quentes por algum tempo e sai água quente da torneira.
Tipos de modelos de armazenamento de calor
Todos os tanques tampão desempenham quase a mesma função, mas possuem alguns recursos de design.
Os fabricantes produzem três tipos de unidades de armazenamento:
- oco (sem trocadores de calor internos);
- com uma ou duas bobinasgarantir uma operação mais eficiente dos equipamentos;
- com tanques de caldeira embutidos pequeno diâmetro, projetado para o correto funcionamento de um complexo individual de abastecimento de água quente para uma residência particular.
O acumulador de calor é conectado à caldeira de aquecimento e à fiação de comunicação do sistema de aquecimento doméstico através de furos roscados localizados na caixa externa da unidade.
Como funciona uma unidade oca?
O aparelho, que não possui bobina nem caldeira embutida, é um dos equipamentos mais simples e custa menos que seus congêneres mais “sofisticados”.
É ligado a uma ou mais (dependendo da necessidade dos proprietários) fontes de energia através de comunicações centrais e, a seguir, através de 1 ½ tubo é encaminhado para os pontos de consumo.
Está prevista a instalação de um elemento de aquecimento adicional alimentado por energia elétrica. A unidade proporciona aquecimento de alta qualidade em imóveis residenciais, minimiza o risco de superaquecimento do líquido refrigerante e torna a operação do sistema totalmente segura para o consumidor.
Acumulador térmico com uma ou duas bobinas
Um acumulador de calor equipado com um ou dois trocadores de calor (bobinas) é uma opção progressiva para equipamentos com uma ampla gama de aplicações. A bobina superior do projeto é responsável pela seleção da energia térmica, e a inferior realiza o aquecimento intensivo do próprio tanque tampão.
A presença de trocadores de calor na unidade permite receber água quente para necessidades domésticas 24 horas por dia, aquecer o tanque do coletor solar, aquecer os caminhos da casa e aproveitar da forma mais eficiente o calor útil para quaisquer outras finalidades convenientes.
Módulo com caldeira interna
O acumulador de calor com caldeira embutida é uma unidade progressiva que não só acumula o excesso de calor gerado pela caldeira, mas também garante o abastecimento de água quente à torneira para uso doméstico.
O tanque interno da caldeira é feito de liga de aço inoxidável e equipado com ânodo de magnésio. Reduz o nível de dureza da água e evita a formação de incrustações nas paredes.
Uma unidade deste tipo conecta-se a diversas fontes de energia e funciona corretamente tanto com sistemas abertos quanto fechados. Controla o nível de temperatura do refrigerante operacional e protege o complexo de aquecimento do superaquecimento da caldeira.
Otimiza o consumo de combustível e reduz o número e a frequência de carregamentos. Compatível com coletores solares de qualquer modelo e pode funcionar como substituto de lança hidráulica.
Âmbito de aplicação do acumulador de calor
O acumulador de calor coleta e armazena a energia gerada pelo sistema de aquecimento e, em seguida, ajuda a utilizá-la da forma mais racional possível para um aquecimento eficiente e para fornecer água quente às instalações residenciais.
Funciona com diversos tipos de equipamentos, mas é mais frequentemente utilizado em conjunto com coletores solares, combustíveis sólidos e caldeiras elétricas.
Acumulador térmico em um sistema solar
O coletor solar é um tipo de equipamento moderno que permite utilizar energia solar gratuita para as necessidades domésticas do dia a dia. Porém, sem acumulador de calor, o equipamento não consegue funcionar plenamente, pois energia solar chega de forma desigual. Isso se deve a mudanças na hora do dia, nas condições climáticas e na sazonalidade.
Se o sistema de aquecimento e abastecimento de água for alimentado apenas por uma única fonte de energia (o sol), em alguns pontos os residentes poderão ter graves problemas no abastecimento de recursos e na obtenção dos habituais elementos de conforto.
Um acumulador de calor irá ajudá-lo a evitar esses momentos desagradáveis e a aproveitar da forma mais eficiente os dias claros e ensolarados para acumular energia. Para operar em sistema solar, utiliza a alta capacidade calorífica da água, da qual 1 litro, resfriado em apenas um grau, libera potencial térmico para aquecer 1 metro cúbico de ar em 4 graus.
Durante o pico da atividade solar, quando coletor solar coleta a quantidade máxima de luz e a produção de energia excede significativamente o consumo, o acumulador de calor acumula o excesso e fornece-o ao sistema de aquecimento quando o fornecimento de recursos externos diminui ou mesmo para, por exemplo, à noite.
Com opções e diagramas aquecimento alternativo para propriedades rurais, leia o seguinte artigo, cuja leitura recomendamos.
Tanque tampão para caldeira de combustível sólido
A ciclicidade é uma característica do trabalho caldeira de combustível sólido. Na primeira fase, a lenha é colocada na fornalha e o aquecimento ocorre por algum tempo. A potência máxima e as temperaturas mais altas são observadas no pico da combustão do marcador.
Então, a transferência de calor diminui gradativamente e, quando a madeira finalmente queima, o processo de geração de energia útil de aquecimento é interrompido. Todas as caldeiras funcionam com este princípio, incluindo aparelhos de longa duração.
Não é possível configurar com precisão a unidade para gerar energia térmica em relação ao nível de consumo requerido num determinado momento. Esta função só está disponível em equipamentos mais avançados, por exemplo, em modernas caldeiras de aquecimento a gás ou elétricas.
Portanto, imediatamente no momento da ignição e ao atingir a potência real, e depois durante o processo de resfriamento e o estado passivo forçado do equipamento, pode simplesmente não haver energia térmica suficiente para o aquecimento total e o aquecimento da água quente.
Mas durante o pico de operação e a fase ativa da combustão do combustível, a quantidade de energia liberada será excessiva e a maior parte dela literalmente “voará pelo ralo”. Com isso, o recurso será gasto de forma irracional e os proprietários terão que carregar constantemente novas porções de combustível na caldeira.
Este problema é resolvido com a instalação de um acumulador de calor, que acumulará calor no tanque em momentos de maior atividade. Então, quando a lenha queimar e a caldeira entrar em modo de espera passiva, o buffer transferirá a energia coletada refrigerante, que vai aquecer e começar a circular pelo sistema, aquecendo o ambiente contornando o aparelho resfriado.
Reservatório para sistema elétrico
O equipamento de aquecimento elétrico é uma opção bastante cara, mas às vezes é instalado e, via de regra, em conjunto com uma caldeira a combustível sólido.
Geralmente tipo de aquecimento elétrico dispostos onde outras fontes de calor não estão disponíveis por razões objetivas. É claro que, com este método de aquecimento, as contas de eletricidade aumentam significativamente e o conforto doméstico custa muito dinheiro aos proprietários.
Para reduzir os custos de eletricidade, é aconselhável utilizar ao máximo o equipamento durante o período tarifário preferencial, ou seja, à noite e aos fins de semana.
Mas tal modo de funcionamento só é possível se houver um tanque tampão espaçoso, onde se acumulará a energia gerada durante o período de carência, que poderá então ser gasta no aquecimento e no fornecimento de água quente às instalações residenciais.
Dispositivo de armazenamento de energia faça você mesmo
O modelo mais simples possível de acumulador de calor pode ser feito com suas próprias mãos a partir de um barril de aço pronto. Se não tiver à sua disposição, terá que adquirir várias chapas de aço inoxidável com espessura de pelo menos 2 mm e soldá-las em um recipiente de tamanho adequado em forma de tanque cilíndrico vertical.
Guia faça você mesmo
Para aquecer a água do buffer, será necessário levar um tubo de cobre com diâmetro de 2 a 3 centímetros e comprimento de 8 a 15 m (dependendo do tamanho do tanque). Terá que ser dobrado em espiral e colocado dentro do tanque.
A bateria neste modelo ficará no topo do cilindro. A partir daí é necessário retirar o tubo de saída para a saída de água quente, e fazer o mesmo por baixo para a entrada de água fria. Cada saída deve ser equipada com uma torneira para controlar o fluxo de líquido na zona de acumulação.
O próximo passo é verificar se há vazamentos no recipiente, enchendo-o com água ou lubrificando as soldas com querosene. Se não houver vazamento, você pode criar uma camada isolante que permitirá que o líquido dentro do tanque permaneça quente pelo maior tempo possível.
Como isolar uma unidade caseira?
Para começar, a superfície externa do recipiente deve ser completamente limpa e desengordurada, e depois preparada e pintada com tinta em pó resistente ao calor, protegendo-a da corrosão.
Em seguida, enrole o tanque com isolamento de lã de vidro ou lã de basalto enrolada de 6 a 8 mm de espessura e prenda-o com cordas ou fita adesiva comum. Se desejar, cubra a superfície com chapa metálica ou “embrulhe” o tanque em filme alumínio.
Os furos para tubos de saída devem ser feitos na camada externa e o recipiente deve ser conectado à caldeira e ao sistema de aquecimento.
O tanque tampão deve ser equipado com termômetro, sensores de pressão internos e válvula de explosão. Esses elementos permitem controlar o possível superaquecimento do cano e aliviar o excesso de pressão de vez em quando.
Taxa acumulada de consumo de recursos
É impossível responder com precisão à questão de quão rapidamente o calor acumulado na bateria é consumido.
Quanto tempo vai funcionar aquecedor do recurso coletado no reservatório tampão depende diretamente de itens como:
- volume real de capacidade de armazenamento;
- nível de perda de calor na sala aquecida;
- temperatura do ar externo e época atual do ano;
- definir valores de sensores de temperatura;
- área útil da casa que necessita ser aquecida e abastecida com água quente.
O aquecimento de uma casa privada em estado passivo do sistema de aquecimento pode ser realizado de várias horas a vários dias. Neste momento, a caldeira “descansará” da carga e a sua vida útil durará mais tempo.
Regras para operação segura
As baterias de calor feitas em casa com as próprias mãos estão sujeitas a requisitos especiais de segurança:
- Os elementos quentes do tanque não devem entrar em contato ou entrar em contato com materiais ou substâncias inflamáveis ou explosivas. Ignorar este ponto pode causar incêndio em objetos individuais e incêndio na sala da caldeira.
- Um sistema de aquecimento fechado envolve alta pressão constante do líquido refrigerante circulando no interior. Para garantir este ponto, a estrutura do tanque deve estar completamente vedada. Além disso, seu corpo pode ser reforçado com nervuras de reforço e a tampa do tanque pode ser equipada com gaxetas de borracha duráveis, resistentes a cargas operacionais intensas e temperaturas elevadas.
- Se o projeto contiver um elemento de aquecimento adicional, seus contatos deverão ser isolados com muito cuidado e o tanque aterrado. Desta forma, será possível evitar choques elétricos e curtos-circuitos, que podem danificar o sistema.
Se estas regras forem seguidas, o funcionamento de um acumulador de calor caseiro será totalmente seguro e não causará problemas ou aborrecimentos aos proprietários.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Como calcular corretamente a capacidade de um acumulador de calor para uma caldeira de aquecimento doméstico movida a combustível sólido. Todas as nuances e detalhes dos cálculos necessários.
Como fazer com as próprias mãos um acumulador de calor de grande volume com uma cómoda e prática tampa amovível. Instruções passo a passo com explicações.
Por que é benéfico usar acumuladores de calor em um sistema de aquecimento doméstico? Um exemplo claro de poupança de custos ao mesmo tempo que aumenta significativamente o nível de conforto numa área residencial.
A instalação de um acumulador de calor para um sistema de aquecimento doméstico é muito lucrativa e economicamente justificada.A presença desta unidade reduz os custos de mão-de-obra para acender a caldeira e permite adicionar um recurso de aquecimento não duas vezes por dia, mas apenas uma vez.
O consumo de combustível necessário para o correto funcionamento dos equipamentos de aquecimento é significativamente reduzido. O calor produzido é aproveitado de forma otimizada e não é desperdiçado. Os custos de aquecimento e abastecimento de água quente são reduzidos e as condições de vida tornam-se mais convenientes, confortáveis e agradáveis.
Conte-nos como você instalou o acumulador de calor em sua caldeira. Compartilhe os detalhes tecnológicos do processo e suas impressões sobre a eficiência do aparelho. Deixe comentários no bloco abaixo, poste fotos e tire dúvidas sobre assuntos polêmicos.
Se não houver recipiente de aço inoxidável ou não houver dinheiro para fazer um acumulador térmico com o material especificado, então este dispositivo pode ser feito a partir de um barril de metal com volume de pelo menos 200 litros. É melhor usar lã mineral como isolamento, envolvendo a parte externa com uma folha grossa ou metal fino. Para tal projeto basta uma bobina feita de tubo de cobre, além de poder ser combinada com um elemento de aquecimento. Certifique-se de instalar duas torneiras que fechem a água na entrada e na saída.
Tive um problema com esse buffer. Queria economizar na compra, porque pronto é caro e quando você está construindo o dinheiro é escasso.
Eu decidi soldar esse tanque sozinho. Eu tinha pedaços de ferro, cortei o melhor que pude para uma tonelada de água, para sobrar. É verdade que o técnico de aquecimento rejeitou imediatamente o meu produto, como retangular não é permitido, peças de tamanhos diferentes também não são permitidas. Bem, sou teimoso, cozinhei como pensei. Começamos a enchê-lo, mas rasgou. E isso sem pressão, apenas o peso da água.
Tive que encomendar na fábrica, já em formato de barril, depois cobrir com isolamento e fazer o recheio. Mesmo assim, acabou sendo mais lucrativo do que comprar um já pronto para o meu volume. Não há necessidade de beleza especial na sala das caldeiras.