Все, что нужно знать о тепловых аккумуляторах

Тепловой аккумулятор (аккумулирующая емкость, буферный накопитель, буферная емкость, теплоаккумулятор) раскрывает свой потенциал в системах с непостоянными генераторами тепловой энергии (твердотопливные котлы, солнечные коллекторы и т.д.).

Наиболее распространенным является использование баков-аккумуляторов тепла объемом 300-2000 л, которые применяются в открытых системах с естественной циркуляцией и закрытых системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. В самой простой конфигурации тепловой аккумулятор это вертикальный стальной бак высотой в 3–5 раз большей от диаметра для обеспечения оптимального температурного распределения теплоносителя. По всей высоте бака размещены патрубки (количество патрубков зависит от модели теплоаккумулятора) для подведения и отведения воды, а также для монтирования электрических ТЕНов.

Вода с наивысшей температурой накапливается в верхней части бака и может отводиться через верхние патрубки для отопления радиаторами; менее нагретая вода (средняя часть бака) может отводиться патрубками среднего уровня для отопления теплыми полами. Внутренняя поверхность бака не нуждается в защите от коррозии, поскольку в системах отопления постоянно используется та же вода, которая со временем становится «нейтральной». Для уменьшения теплопотерь через стенки бака его необходимо изолировать, например, термостойким поролоном толщиной до 100 мм.

Принцип действия  буферной емкости заключается в том, что в процессе работы генератора тепла (солнечные коллекторы, твердотопливные котлы, жидкотопливные котлы, газовые котлы, тепловые насосы, электрические нагреватели и другие источники энергии) вырабатываемая им энергия направляется на нагревание теплоносителя, находящегося в аккумулирующей емкости. Таким образом, теплогенератор работает на поддержание необходимой температуры в теплоаккумуляторе, а теплоноситель нужной температуры распределяет тепло от теплового аккумулятора на потребители (радиаторы отопления, теплые полы и т.д.).

Аккумулирующие емкости могут работать и в режиме резервного источника тепла, т.е. сначала они набирают тепло, которое вырабатывают источники, а затем, после полного накопления, раздают его в случае перебоев или отказа основной системы отопления. Происходит это следующим образом: с прекращением работы котла теплоноситель в системе отопления начинает охлаждаться. Датчик температуры включает циркуляционный насос, который подает горячую воду из теплового аккумулятора в контур потребителя тепла. После восстановления необходимой температуры датчик выключает насос. Температура воды в баке при этом падает, и при возобновлении работы генератора тепла теплоноситель емкости обновляется до прежних температурных показателей.

Тепловой аккумулятор может обеспечить тепло  в доме в течение довольно длительного времени. Многое зависит от объема и изоляции самого бака, тепловых потерь помещения, заданной температуры воздуха в помещении и наружной температуры.

Еще одно важное свойство –  обеспечение помещения горячей водой. Существуют модели теплоаккумуляторов со встроенными теплообменниками. Теплообменник размещается в верхней части бака, где находится наиболее горячий теплоноситель, в теплообменник подается проточная санитарная вода, пригодная для бытовых нужд. В таком случае бак-аккумулятор тепла работает как проточный водонагреватель. В теплообменнике находится минимальный объем воды, что позволяет снизить достоверность образования легионел. Малый объем не означает низкой производительности. Большая площадь нагрева и запас тепла в аккумуляторе позволяют мгновенно нагреть поток холодной воды до необходимой температуры.

Для подключения к системе теплоснабжения солнечных коллекторов в нижней части бака размещается стальной теплообменник (опционально). Такое его размещение обеспечивает возможность работы контуру коллекторов при самой низкой возможной температуре с максимальной эффективностью.

Если для нагрева теплоносителя в системе используется электрические котлы, то при помощи тепловых аккумуляторов можно значительно сэкономить. Происходит это за счет разницы тарифов на стоимость электричества ночью и днем. Т.е. ночью котлы нагревают теплоноситель, тепловой аккумулятор сохраняет необходимую температуру и днем работает на отдачу теплоносителя потребителям тепла. Естественно, что такая возможность есть у обладателей «двухтарифных» счетчиков. Стоимость затрат на электроэнергию в таком случае будет в несколько раз меньше.

Использование тепловых аккумуляторов рекомендуется:

  • при наличии потребности в горячей санитарной воде. Например, при накоплении аккумулятором энергии в 67 кВт⋅ч (при стандартных условиях эксплуатации) можно без его подзарядки в течение часа подавать через два душа горячую воду температурой 40°С.
  • если в качестве топлива для твердотопливного котла вы используете дрова. При горении древесины в короткое время высвобождается огромное количество энергии, это «лишнее» тепло можно направить в тепловой аккумулятор и использовать на нужды отопления и производства горячей бытовой воды.
  • при использовании ночного тарифа на электричество. Ночью тепловой аккумулятор заряжается, используя дешёвый ночной тариф электричества, а днем "отдаёт" накопленное тепло. Например, для дома площадью 150 м. кв. "зарядки" хватит в среднем на 10-12 часов.