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Accumulateurs de chaleur dans les installations de chauffage. Ballon tampon (accumulateur de chaleur) pour le système de chauffage

Les chaufferies à combustible solide ne peuvent fonctionner longtemps sans l'intervention d'une personne qui doit périodiquement charger du bois de chauffage dans le four. Si cela n'est pas fait, le système commencera à se refroidir et la température dans la maison baissera. En cas de panne de courant lorsque le four est complètement éteint, il existe un risque d'ébullition du liquide de refroidissement dans l'enveloppe de l'unité et de sa destruction ultérieure. Tous ces problèmes peuvent être résolus en installant un accumulateur de chaleur pour les chaudières de chauffage. Il pourra également assurer la fonction de protection des installations en fonte contre la fissuration lors d'une chute brutale de la température de l'eau d'alimentation.

Lier une chaudière à combustible solide avec un accumulateur de chaleur

Calcul de la capacité tampon de la chaudière

Le rôle de l'accumulateur de chaleur dans le schéma de chauffage général est le suivant: pendant le fonctionnement de la chaudière en mode normal, accumulez de l'énergie thermique et, après la décomposition du foyer, donnez-la aux radiateurs pendant un certain temps. Structurellement, l'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide est un réservoir d'eau isolé d'une capacité estimée. Il peut être installé aussi bien dans la chambre de combustion que dans une pièce séparée de la maison. Cela n'a aucun sens de mettre un tel réservoir dans la rue, car l'eau qu'il contient refroidira beaucoup plus rapidement qu'à l'intérieur du bâtiment.

Compte tenu de la disponibilité d'espace libre dans la maison, le calcul de l'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide se fait en pratique comme suit: la capacité du réservoir est tirée du rapport de 25 à 50 litres d'eau pour 1 kW de puissance nécessaire pour chauffer la maison... Pour un calcul plus précis de la capacité tampon de la chaudière, on suppose que l'eau dans le réservoir se réchauffe pendant le fonctionnement de la chaudière à 90 ⁰С, et après avoir éteint cette dernière, elle dégagera de la chaleur et se refroidira à 50 С. Pour un écart de température de 40°C, les valeurs de la chaleur dégagée à différents volumes de cuve sont présentées dans le tableau.

Tableau des valeurs de la chaleur donnée pour différents volumes de réservoir

Même s'il y a de la place dans le bâtiment pour une grande capacité, cela n'a pas toujours de sens. Il ne faut pas oublier qu'une grande quantité d'eau devra être chauffée, puis la puissance de la chaudière elle-même devrait initialement être 2 fois supérieure à celle nécessaire pour chauffer le logement. Un réservoir trop petit ne remplira pas sa fonction, car il ne pourra pas accumuler suffisamment de chaleur.

Le choix d'un accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide est influencé par la présence d'espace libre dans la pièce. Lors de l'achat d'un grand réservoir de stockage, il sera nécessaire de prévoir un dispositif de fondation, car les équipements d'une masse importante ne peuvent pas être placés sur des sols ordinaires. Si, selon le calcul, un réservoir d'un volume de 1 m 3 est requis et qu'il n'y a pas assez d'espace pour son installation, vous pouvez acheter 2 produits de 0,5 m 3 chacun, en les plaçant à des endroits différents.

Accumulateur de chaleur pour chaudière à combustible solide

Un autre point est la présence d'un système d'ECS dans la maison. Dans le cas où la chaudière ne dispose pas de son propre circuit de chauffage à eau, il est possible d'acheter un accumulateur de chaleur avec un tel circuit. La valeur de la pression de service dans le système de chauffage, qui, traditionnellement, ne devrait pas dépasser 3 bars dans les bâtiments résidentiels, est non négligeable. Dans certains cas, la pression atteint 4 bars, si une puissante unité artisanale est utilisée comme source de chaleur. Ensuite, l'accumulateur de chaleur pour le système de chauffage devra être choisi dans une conception spéciale - avec un couvercle torisphérique.

Certains accumulateurs d'eau chaude d'usine sont équipés d'un élément chauffant électrique installé dans la partie supérieure du ballon. Une telle solution technique ne permettra pas au liquide de refroidissement de se refroidir complètement après l'arrêt de la chaudière, la zone supérieure du réservoir sera chauffée. L'alimentation en eau chaude sanitaire fonctionnera.

Circuit de commutation simple avec mélange

Le périphérique de stockage peut être inclus dans le système de différentes manières. La tuyauterie la plus simple d'une chaudière à combustible solide avec accumulateur de chaleur convient aux systèmes d'alimentation en liquide de refroidissement gravitationnel et fonctionnera en cas de panne de courant. Pour cela, le réservoir doit être installé au-dessus des radiateurs de chauffage. Le circuit comprend une pompe de circulation, une vanne trois voies thermostatique et un clapet anti-retour. Au début du cycle de chauffage, l'eau entraînée par la pompe s'écoule à travers la conduite d'alimentation de la source de chaleur à travers la vanne à trois voies jusqu'aux appareils de chauffage. Cela continue jusqu'à ce que la température de départ atteigne une certaine valeur, par exemple 60°C.

À cette température, la vanne commence à mélanger de l'eau froide dans le système à partir du tuyau de dérivation inférieur du réservoir, en respectant la température de consigne de 60 à la sortie. L'eau chauffée commencera à s'écouler dans le réservoir par le tuyau de dérivation supérieur, directement connecté à la chaudière, et la batterie commencera à se charger. Avec une combustion complète du bois dans le foyer, la température dans le tuyau d'alimentation commencera à baisser. Lorsqu'elle descend en dessous de 60°C, le thermostat va progressivement couper l'alimentation de la source de chaleur et ouvrir le débit d'eau du réservoir. Celle-ci, à son tour, se remplira progressivement d'eau froide de la chaudière et à la fin du cycle la vanne à trois voies reviendra à sa position d'origine.

Le clapet anti-retour, connecté en parallèle avec le thermostat à trois voies, est activé lorsque la pompe de circulation est arrêtée. Ensuite, la chaudière avec l'accumulateur de chaleur fonctionnera directement, le liquide de refroidissement ira aux appareils de chauffage directement à partir du réservoir, qui sera reconstitué avec de l'eau de la source de chaleur. Dans ce cas, le thermostat ne participe pas au fonctionnement du circuit.

Schéma de séparation hydraulique

Un autre schéma de raccordement, plus complexe, implique une alimentation électrique ininterrompue. Si cela n'est pas possible, il est nécessaire de prévoir une connexion au réseau via une alimentation sans interruption. Une autre option consiste à utiliser des centrales électriques au diesel ou à l'essence. Dans le cas précédent, la connexion de l'accumulateur de chaleur à la chaudière à combustible solide était indépendante, c'est-à-dire que le système pouvait fonctionner séparément du réservoir. Dans ce schéma, l'accumulateur agit comme un réservoir tampon (séparateur hydraulique). Un mélangeur spécial (LADDOMAT) est intégré au circuit primaire dans lequel circule l'eau lors de l'allumage de la chaudière.

Raccordement d'un accumulateur de chaleur à une chaudière à combustible solide

Éléments de bloc :

pompe de circulation;
vanne thermostatique à trois voies;
clapet anti-retour;
puisard;
robinets à tournant sphérique ;
dispositifs de contrôle de la température.

Différences par rapport au schéma précédent - tous les appareils sont assemblés en un seul bloc et le liquide de refroidissement va au réservoir et non au système de chauffage. Le principe de fonctionnement de l'unité d'agitation reste inchangé. Une telle tuyauterie d'une chaudière à combustible solide avec accumulateur de chaleur permet de raccorder autant de branches de chauffage que l'on veut en sortie de ballon. Par exemple, pour alimenter des radiateurs et des systèmes de chauffage au sol ou à air. De plus, chaque branche a sa propre pompe de circulation. Tous les circuits sont séparés hydrauliquement, l'excès de chaleur de la source est accumulé dans le réservoir et utilisé en cas de besoin.

Avantages et inconvénients

Un système de chauffage avec accumulateur de chaleur, dans lequel une installation à combustible solide sert de source de chaleur, présente de nombreux avantages :

Améliorer les conditions de confort dans la maison, car une fois le combustible épuisé, le système de chauffage continue de chauffer la maison avec de l'eau chaude du réservoir. Il n'est pas nécessaire de se lever au milieu de la nuit et de charger une partie du bois de chauffage dans le foyer.
La présence d'un récipient protège la chemise d'eau de la chaudière de l'ébullition et de la destruction. Si l'électricité est soudainement coupée ou que les têtes thermostatiques installées sur les radiateurs coupent le liquide de refroidissement parce que la température requise est atteinte, la source de chaleur va chauffer l'eau du réservoir. Pendant ce temps, l'alimentation électrique peut reprendre ou le générateur diesel sera démarré.
L'alimentation en eau froide de la conduite de retour vers l'échangeur de chaleur en fonte chauffée au rouge après un démarrage soudain de la pompe de circulation est exclue.
Les accumulateurs de chaleur peuvent être utilisés comme diviseurs hydrauliques dans le système de chauffage (flèches hydrauliques). Cela rend le fonctionnement de toutes les branches du circuit indépendant, ce qui permet des économies supplémentaires d'énergie thermique.

Le coût plus élevé de l'installation de l'ensemble du système et les exigences de placement des équipements sont les seuls inconvénients de l'utilisation de réservoirs de stockage. Cependant, ces investissements et inconvénients seront suivis de coûts d'exploitation minimes à long terme.

Un accumulateur de chaleur est un dispositif capable d'accumuler l'énergie thermique d'une source de chaleur lorsqu'elle est générée en excès, puis d'utiliser sa réserve si nécessaire.

La source de chaleur peut être une chaudière, un poêle, un capteur solaire, etc.

En fait, tout corps massif dont la température est supérieure au zéro absolu possède une réserve d'énergie thermique. Dans ce cas, le stock de chaleur accumulée dépend du degré d'échauffement et du poids corporel.

Par exemple, tout bâtiment fait de briques, de pierres ou de blocs de béton (matériaux capables de stocker la chaleur) est un accumulateur de chaleur, au fonctionnement continu duquel peu de gens prêtent attention. Mais c'est précisément grâce à la chaleur accumulée par les murs de la maison qu'il fait frais par temps chaud et chaud la nuit lorsque la température extérieure baisse, le système de ventilation naturelle fonctionne, et il n'y a pas de sauts brusques de température pendant une courte période. terme d'arrêt du chauffage ou pendant la ventilation.

Un autre exemple d'accumulateur de chaleur est un poêle russe ou tout autre poêle en pierre ou en brique. Lors de la combustion du bois de chauffage, le massif du poêle accumule de l'énergie thermique, puis, en se refroidissant, la donne à l'espace environnant.

Plus le poids du poêle est élevé, plus il a de chaleur et plus il peut maintenir une température confortable dans la pièce. C'est pour cette raison que le poêle russe traditionnel est fabriqué en masse, pesant jusqu'à une tonne et demie ou plus, et il est chauffé périodiquement : une fois par jour.

Traditionnellement, des pierres ou des briques cuites étaient utilisées pour accumuler de la chaleur, mais leur utilisation n'est justifiée que pour le chauffage par poêle, dont l'utilisation dans les maisons modernes simples n'est pas toujours pratique. Pour chauffer une maison moderne, ils utilisent souvent non pas des poêles, mais des chaudières de chauffage.

Quelles chaudières ont besoin d'un accumulateur de chaleur ?

L'accumulateur de chaleur n'est nécessaire que pour les chaudières qui fonctionnent périodiquement : charbon ou bois. Chaudières fonctionnant sans interruption (gaz ou électrique), équipées de systèmes d'alimentation continue en combustible, les chaudières à combustion longue n'ont pas besoin d'accumulation de chaleur.

Les chaudières traditionnelles à combustible solide nécessitent une pose périodique de bois de chauffage, le temps de combustion complète du combustible ne dépasse pas 3 heures. À la fin du processus de combustion, le liquide de refroidissement dans le système de chauffage se refroidira non seulement à la température de l'air dans la pièce, mais également aux endroits de pose du tuyau de délimitation (au sol, au sous-sol, dans le grenier) peuvent geler, formant des bouchons de glace dans le système de chauffage, bloquant la circulation de l'eau.

Dans ces conditions, nous ne parlons plus de conditions de confort dans la maison, mais de l'intégrité et de la sécurité du système de chauffage. La tâche principale de l'accumulation de chaleur dans les systèmes avec chaudière à combustible solide est de créer une réserve d'énergie thermique, dont l'utilisation pendant l'arrêt de la chaudière aidera à éviter une forte baisse de température dans la pièce et à éviter le gel du liquide de refroidissement.

Dispositif accumulateur de chaleur

Un accumulateur de chaleur pour une chaudière de chauffage devrait être pratique non seulement pour l'accumulation de chaleur, mais également pour son utilisation ultérieure. La seule substance appropriée pour résoudre ce problème est le liquide de refroidissement. Il peut s'agir d'eau ou d'antigel, placé dans un impressionnant récipient inclus dans le système de chauffage.

Pour conserver la chaleur, le conteneur est en outre isolé: gainé de laine minérale, papier d'aluminium, panneaux calorifuges, installés sur une base isolée.

Le volume de l'accumulateur de chaleur est choisi selon le principe, le plus sera le mieux, mais nous parlons généralement d'une capacité de 2 à 5 m3. Autre ajout important : le réservoir doit être scellé, avec deux trous : pour le raccordement de la canalisation.

L'accumulateur de chaleur est connecté au système de chauffage en parallèle à la chaudière selon le principe d'un appareil de chauffage avec connexion à la fois à l'aller et au retour. Sur l'alimentation, des vannes d'arrêt sont nécessairement installées, vous permettant de changer le sens de déplacement du liquide de refroidissement, en le laissant entrer soit uniquement dans les appareils de chauffage, soit uniquement dans l'accumulateur de chaleur, soit à la fois ici et là. Il s'agit généralement d'une vanne à trois voies.

Comment fonctionne un accumulateur de chaleur dans un système de chauffage ?

Avec la combustion intensive de bois dans une chaudière à combustible solide, une production de chaleur maximale se produit, ce qui vous permet de chauffer non seulement les radiateurs de la maison, mais également l'alimentation en eau de la batterie. Une fois le bois de chauffage épuisé, la chaleur de la chaudière cesse de circuler, mais la circulation du liquide de refroidissement dans le système se poursuit: l'eau froide descend et le liquide de refroidissement plus chaud de la batterie pénètre dans le système.

L'eau de retour, retournant à la chaudière de chauffage, passe également par l'accumulateur. Si la température de retour est supérieure à la température de l'eau dans le réservoir, le liquide qu'il contient est en outre chauffé par le retour. Si le retour est froid, alors, au contraire, il est chauffé avant d'entrer dans la chaudière, ce qui permet de réduire la différence de température entre la chaudière chaude et l'eau de retour froide.

Plus la batterie est grande, plus le système peut fonctionner longtemps sans « recharger ».

Utilisation pratique

Un accumulateur de chaleur dans un système de chauffage avec une chaudière à combustible solide peut être considéré en toute sécurité comme une véritable aubaine pour ses propriétaires. C'est ce dispositif simple qui vous permet de quitter la maison plusieurs heures même en cas de fortes gelées, sans craindre pour la sécurité du système de chauffage, de dormir paisiblement la nuit, sans sauter jusqu'à la chaudière pour poser une nouvelle portion de bois de chauffage et non avoir peur de la destruction de la chaudière lorsqu'un liquide de refroidissement trop froid y pénètre.

Une vanne à trois voies est utilisée pour contrôler le fonctionnement du système de chauffage avec un accumulateur de chaleur.

Avec son aide, vous pouvez ouvrir le mouvement du liquide de refroidissement chaud uniquement aux appareils de chauffage, ce qui est généralement fait, si vous le souhaitez, pour réchauffer rapidement la pièce. Si la maison est déjà chaude et que la chaudière continue de fonctionner, vous pouvez couper l'alimentation en eau des radiateurs et la diriger uniquement vers l'accumulateur de chaleur.

Pour le chauffage simultané d'appareils de chauffage et d'un accumulateur de chaleur, une position intermédiaire du robinet est sélectionnée.

Accumulateur de chaleur et pompe de circulation

En règle générale, les chaudières à combustible solide sont utilisées dans les systèmes de chauffage par gravité. Dans ce cas, l'accumulateur de chaleur fonctionne grâce à la convection naturelle: un caloporteur froid y pénètre par le tuyau de dérivation inférieur et un liquide plus chauffé monte vers le haut, entrant dans les appareils de chauffage.

Dans les systèmes avec pompe de circulation, l'accumulateur de chaleur fonctionne de la même manière, mais ici la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement est réglée par la pompe, ce qui a sans aucun doute un effet positif sur le fonctionnement de l'ensemble du système de chauffage.

À propos des avantages et des inconvénients

L'installation d'un accumulateur de chaleur permet au système de chauffage de fonctionner de manière stable, à l'exclusion des chutes de température soudaines non seulement dans la maison, mais également dans le flux de liquide de refroidissement dans la chaudière.

Le seul inconvénient d'un accumulateur de chaleur est sa taille : une petite capacité ne permet pas d'accumuler de la chaleur et de l'utiliser, et il n'est pas toujours possible de trouver suffisamment de place pour un réservoir de grand volume. Et pour installer le conteneur, vous devrez renforcer la fondation ou le placer au sous-sol.

Les propriétaires sont souvent incapables d'acheter des équipements de chauffage modernes et recherchent des solutions alternatives. Prévoyez au moins un ballon tampon (sinon un accumulateur de chaleur), indispensable pour les installations de chauffage avec chaudière à combustible solide. Un réservoir de stockage d'un volume de 500 litres coûte environ 600-700 $. C'est-à-dire que le prix d'un baril de mille litres atteint 1000 cu. e. Si vous fabriquez vous-même un accumulateur de chaleur, puis installez vous-même le réservoir dans la chaufferie, vous pourrez économiser la moitié du montant indiqué. Notre tâche est de vous informer sur les méthodes de fabrication.

Où est utilisé l'accumulateur de chaleur et comment il fonctionne

Le dispositif de stockage d'énergie thermique n'est rien de plus qu'un réservoir en fer isolé avec des buses pour le raccordement des conduites de chauffage de l'eau. Le ballon tampon remplit 2 fonctions : il accumule l'excès de chaleur et chauffe la maison pendant les périodes d'inactivité de la chaudière. L'accumulateur de chaleur remplace l'unité de chauffage dans 2 cas :

Lors du chauffage d'une maison ou avec une chaudière à combustible solide. Le réservoir de stockage fonctionne pour le chauffage la nuit, après avoir brûlé du bois ou du charbon. Grâce à cela, le propriétaire se repose calmement et ne court pas dans la chaufferie. C'est confortable.
Lorsqu'une chaudière électrique sert de source de chaleur, et que la consommation d'électricité est enregistrée par un compteur multitarif. L'énergie au tarif de nuit coûte la moitié du prix, donc pendant la journée le système de chauffage est entièrement fourni par l'accumulateur de chaleur. C'est économique.

A gauche sur la photo - un ballon tampon de 400 litres de Drazice, à droite - Chaudière électrique Kospel avec accumulation d'eau chaude

Un point important. Le ballon de stockage d'eau chaude augmente l'efficacité de la chaudière à combustible solide. Après tout, l'efficacité maximale du générateur de chaleur est obtenue avec une combustion intensive, qui ne peut être maintenue en permanence sans un réservoir tampon qui absorbe l'excès de chaleur. Plus le bois de chauffage est brûlé efficacement, moins il en consomme. Ceci s'applique également à une chaudière à gaz, dont le rendement diminue dans les modes de combustion faibles.

Un réservoir accumulateur rempli de fluide caloporteur fonctionne selon un principe simple. Pendant que le générateur de chaleur est engagé dans le chauffage des locaux, l'eau dans le réservoir est chauffée à une température maximale de 80-90 ° C (l'accumulateur de chaleur est en charge). Une fois la chaudière éteinte, du liquide de refroidissement chaud est fourni aux radiateurs à partir du réservoir de stockage, qui chauffe la maison pendant un certain temps (la batterie thermique est déchargée). La durée des travaux dépend du volume du réservoir et de la température de l'air extérieur.

Comment fonctionne un accumulateur de chaleur fabriqué en usine

Le réservoir de stockage d'eau fabriqué en usine le plus simple, représenté sur le schéma, se compose des éléments suivants :

le réservoir principal est de forme cylindrique, en carbone ou en acier inoxydable ;
couche d'isolation thermique de 50 à 100 mm d'épaisseur, selon l'isolant utilisé;
boîtier extérieur - mince couvercle en métal ou en polymère peint;
raccords mamelons intégrés dans le conteneur principal ;
douilles d'immersion pour l'installation de thermomètres et manomètres.

Noter. Les modèles plus chers d'accumulateurs de chaleur pour les systèmes de chauffage sont en outre équipés de serpentins pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage à partir de capteurs solaires. Une autre option utile est un bloc d'éléments chauffants électriques intégrés dans la zone supérieure du réservoir.

Fabrication d'accumulateurs de chaleur en usine

Si vous êtes sérieusement préoccupé par l'installation d'un accumulateur de chaleur et que vous avez décidé de le fabriquer vous-même, vous devez d'abord vous familiariser avec la technologie d'assemblage en usine.

Découpe plasma de découpes pour couvercle et fond

Il est irréaliste de répéter le processus technologique dans un atelier à domicile, mais certaines techniques vous seront utiles. A l'entreprise, le ballon d'eau chaude est réalisé sous la forme d'un cylindre à fond hémisphérique et un couvercle dans l'ordre suivant :

La tôle de 3 mm d'épaisseur est acheminée vers la machine de découpe plasma, où elle est utilisée pour produire des ébauches pour les embouts, le corps, la trappe et le support.
Le tour produit les principaux raccords d'un diamètre de 40 ou 50 mm (filetages de 1,5 et 2 ") et des manchons d'immersion pour les dispositifs de contrôle. Au même endroit, une large bride pour la trappe d'inspection d'une taille d'environ 20 cm est usinée. Un tuyau de dérivation est soudé à cette dernière pour la découper dans le corps.
Le flan du corps (appelé coque) sous la forme d'une feuille avec des trous pour les raccords est dirigé vers les rouleaux, en le pliant sous un certain rayon. Pour obtenir un récipient cylindrique pour l'eau, il ne reste plus qu'à souder les extrémités de la pièce à souder bout à bout.
Une presse hydraulique produit des couvercles hémisphériques à partir de cercles métalliques plats.
La prochaine étape est le soudage. La procédure est la suivante: d'abord, le corps est cuit sur des punaises, puis les couvercles y sont attachés, puis il y a une soudure continue de toutes les coutures. A la fin, des ferrures et une trappe de visite sont fixées.
Le réservoir de stockage fini est soudé avec un support, après quoi il subit 2 tests de perméabilité - air et hydraulique. Ce dernier est réalisé à une pression de 8 bars, le test dure 24 heures.
Le réservoir testé est peint et isolé avec de la fibre de basalte d'au moins 50 mm d'épaisseur. Par le dessus, le conteneur est gainé d'une fine tôle d'acier avec un revêtement polymère coloré ou fermé par un couvercle étanche.

Le corps du variateur est plié en tôle de fer sur les rouleaux

Référence. Les fabricants utilisent différents matériaux pour isoler le réservoir. Par exemple, les accumulateurs de chaleur Prometey de fabrication russe sont isolés avec de la mousse de polyuréthane.

Au lieu de revêtement, les fabricants utilisent souvent une couverture spéciale (vous pouvez choisir une couleur)

La plupart des accumulateurs de chaleur d'usine sont conçus pour une pression maximale de 6 bars à une température de fluide caloporteur dans le système de chauffage de 90 ° C. Cette valeur est le double du seuil de réponse de la soupape de sécurité réglé pour le groupe de sécurité des chaudières à combustible solide et à gaz (limite - 3 bar). Le processus de production est montré en détail dans la vidéo :

Nous fabriquons nous-mêmes une batterie thermique

Vous avez décidé que vous ne pouvez pas vous passer d'un réservoir tampon et souhaitez le faire vous-même. Préparez-vous ensuite à passer par 5 étapes :

Calcul du volume de l'accumulateur de chaleur.
Choisir un design adapté.
Sélection et approvisionnement des matériaux.
Assemblage et test d'étanchéité.
Installation du réservoir et raccordement au système de chauffage à eau chaude.

Conseil. Avant de calculer le volume du fût, réfléchissez à l'espace que vous pouvez lui allouer dans la chaufferie (en termes de surface et de hauteur). Déterminez clairement pendant combien de temps l'accumulateur de chaleur à eau doit remplacer la chaudière à l'arrêt, puis passez à la première étape seulement.

Comment calculer le volume du réservoir

Il existe 2 façons de calculer la capacité du réservoir de stockage :

simplifié, proposé par les fabricants ;
précis, réalisé selon la formule de la capacité calorifique de l'eau.

La durée de chauffage d'une maison avec un accumulateur de chaleur dépend de sa taille

L'essence du calcul élargi est simple : pour chaque kW de puissance de la chaudière, un volume égal à 25 litres d'eau est alloué dans le réservoir. Exemple : si la capacité du générateur de chaleur est de 25 kW, alors la capacité minimale de l'accumulateur de chaleur sera de 25 x 25 = 625 l ou 0,625 m³. Rappelez-vous maintenant combien d'espace est alloué dans la chaufferie et ajustez le volume résultant aux dimensions réelles de la pièce.

Référence. Ceux qui veulent cuisiner un accumulateur de chaleur maison se demandent souvent comment calculer le volume d'un baril rond. Il convient ici de rappeler la formule de calcul de l'aire d'un cercle : S = ¼πD². Branchez le diamètre du réservoir cylindrique (D) et multipliez le résultat par la hauteur du réservoir.

Vous obtiendrez des dimensions plus précises de l'accumulateur de chaleur si vous utilisez la deuxième méthode. Après tout, un calcul simplifié ne montrera pas combien de temps la quantité calculée de liquide de refroidissement durera dans les conditions météorologiques les plus défavorables. La méthodologie proposée ne fait que danser à partir des indicateurs dont vous avez besoin et est basée sur la formule :

m = Q / 1,163 x t

Q est la quantité de chaleur qui doit être accumulée dans la batterie, kWh ;
m est la masse estimée du liquide de refroidissement dans le réservoir, en tonnes ;
Δt est la différence de température de l'eau au début et à la fin du chauffage ;
1,163 Wh/kg°C est la capacité calorifique de référence de l'eau.

Expliquons plus loin avec un exemple. Prenons une maison standard de 100 m² avec une consommation moyenne de chaleur de 10 kW, où la chaudière doit être inactive 10 heures par jour. Ensuite dans le baril il faut accumuler 10 x 10 = 100 kWh d'énergie. La température initiale de l'eau dans le réseau de chauffage est de 20 ° C, le chauffage se produit jusqu'à 90 ° C. On considère la masse du liquide de refroidissement :

m = 100 / 1,163 x (90 - 20) = 1,22 tonnes, ce qui équivaut approximativement à 1,25 m³.

A noter que la charge calorifique de 10 kW est prise approximativement, dans un bâtiment isolé d'une superficie de 100 m² il y aura moins de déperdition de chaleur. Le deuxième moment : tant de chaleur est nécessaire les jours les plus froids, il y en a 5 pour tout l'hiver. C'est-à-dire qu'un accumulateur de chaleur pour 1000 litres suffira avec une grande marge, et compte tenu de la baisse de température saisonnière, vous pouvez facilement rester dans les 750 litres.

D'où la conclusion : dans la formule, il faut substituer la consommation moyenne de chaleur pour la période froide, égale à la moitié du maximum :

m = 50 / 1,163 x (90 - 20) = 0,61 tonne ou 0,65 m³.

Noter. Si vous calculez le volume du baril sur la base de la consommation de chaleur moyenne, en cas de fortes gelées, cela ne suffira pas pour la période de temps estimée (dans notre exemple, 10 heures). Mais économisez de l'argent et de l'espace dans la chaufferie. Plus d'informations sur l'exécution des règlements sont présentées dans.

À propos de la conception du réservoir

Pour fabriquer votre propre accumulateur de chaleur, vous devrez vaincre un ennemi insidieux - la pression exercée par le liquide sur les parois du récipient. Pourquoi les réservoirs d'usine sont-ils cylindriques et le fond avec le couvercle hémisphérique ? Oui, car un tel récipient est capable de résister à la pression de l'eau chaude sans renfort supplémentaire.

En revanche, peu de personnes ont la capacité technique de mouler du métal sur rouleaux, sans parler du dessin de pièces semi-circulaires. Nous proposons les moyens suivants pour résoudre le problème :

Commandez un réservoir intérieur rond dans une entreprise de métallurgie et effectuez vous-même l'isolation et l'installation finale. Ce sera toujours moins cher que d'acheter un accumulateur de chaleur assemblé en usine.
Prenez un réservoir cylindrique fini et faites un réservoir tampon sur sa base. Où obtenir de tels réservoirs, nous vous le dirons dans la section suivante.
Souder un accumulateur de chaleur en tôle rectangulaire et renforcer ses parois.

Dessin en coupe d'un accumulateur de chaleur rectangulaire d'un volume de 500 litres

Conseil. Dans un système de chauffage fermé avec une chaudière à combustible solide, où la surpression peut atteindre 3 bars et plus, il est fortement recommandé d'utiliser un accumulateur de chaleur cylindrique.

Dans un système de chauffage ouvert avec une pression d'eau nulle, un réservoir rectangulaire peut être utilisé. Mais n'oubliez pas la pression hydrostatique du liquide de refroidissement sur les parois ; ajoutez-y la hauteur de la colonne d'eau du réservoir au vase d'expansion installé au point le plus haut. C'est pourquoi les parois plates d'un accumulateur de chaleur maison doivent être renforcées, comme le montre le dessin d'un conteneur de 500 litres.

Un réservoir de stockage rectangulaire correctement renforcé peut également être utilisé dans un système de chauffage fermé. Mais en cas de surpression d'urgence due à la surchauffe de la chaudière TT, le réservoir fuira avec une probabilité de 90%, bien que vous ne remarquiez peut-être pas une petite fissure sous la couche d'isolation. Comment le métal non renforcé du récipient dépasse lorsqu'il est rempli d'eau, regardez la vidéo :

Référence. Cela n'a aucun sens de souder directement sur les murs de renforcement à partir des coins, des canaux et d'autres produits métalliques laminés. La pratique montre que la force de pression plie les coins d'une petite section avec le mur et arrache les grands coins sur les bords.

Faire un cadre puissant à l'extérieur n'est pas pratique, trop de consommation de matière. Une option de compromis est les entretoises internes, illustrées sur le dessin d'un accumulateur de chaleur fait maison.

Dessin accumulateur de chaleur 500L - vue de dessus (coupe)

Sélection des matériaux pour le réservoir

Vous faciliterez grandement votre tâche si vous trouvez un réservoir cylindrique prêt à l'emploi, conçu à l'origine pour une pression de 3 à 6 bars. Quels conteneurs peuvent être utilisés :

bouteilles de propane de différentes capacités;
réservoirs de traitement déclassés, tels que les récepteurs de compresseurs industriels ;
récepteurs de wagons de chemin de fer;
vieilles chaudières en fer;
réservoirs internes en acier inoxydable pour le stockage d'azote liquide.

Il est beaucoup plus facile de fabriquer un accumulateur de chaleur fiable à partir de récipients en acier prêts à l'emploi.

Noter. Dans les cas extrêmes, un tuyau en acier d'un diamètre approprié fera l'affaire. Des couvertures plates peuvent y être soudées, qui devront être renforcées par des vergetures internes.

Pour souder une cuve carrée, prenez de la tôle de 3mm, pas plus. Réalisez des raidisseurs à partir de tubes ronds Ø15-20 mm ou de profilés 20 x 20 mm. Choisissez la taille des raccords en fonction du diamètre des buses de sortie de la chaudière, et pour le revêtement, achetez de l'acier mince (0,3-0,5 mm) avec revêtement en poudre.

Une question distincte est de savoir comment isoler un accumulateur de chaleur auto-soudé. La meilleure option est la laine de basalte en rouleaux d'une densité allant jusqu'à 60 kg / m³ et d'une épaisseur de 60 à 80 mm. Les polymères tels que le polystyrène ou la mousse de polystyrène extrudé ne doivent pas être utilisés. La raison - les souris qui aiment la chaleur et l'automne peuvent facilement s'installer sous le boîtier de votre réservoir de stockage. Contrairement aux isolants polymères, ils ne rongent pas la fibre de basalte.

Ne vous méprenez pas sur la mousse de polystyrène extrudé, les rongeurs en mangent aussi

Nous allons maintenant indiquer d'autres options pour les récipients prêts à l'emploi qu'il n'est pas recommandé d'utiliser pour les accumulateurs de chaleur :

Un tank improvisé d'un Eurocube. De tels récipients en plastique sont conçus pour une température maximale du contenu de 70 ° C, et nous avons besoin de 90 ° C.
Stockage de la chaleur à partir d'un baril de fer. Contre-indications - couvercles de réservoir en métal mince et plats. Il est plus facile d'obtenir un bon tuyau en acier que de renforcer un tel baril.

Assemblage d'un accumulateur de chaleur rectangulaire

Nous tenons à vous prévenir tout de suite : si vous êtes médiocre en soudure, alors il vaut mieux commander la fabrication d'un réservoir sur le côté selon vos plans. La qualité et l'étanchéité des coutures sont d'une grande importance ; à la moindre fuite, la capacité d'accumulation s'écoulera.

Tout d'abord, le réservoir est assemblé sur des punaises, puis bouilli avec une couture continue

Pour un bon soudeur, il n'y aura pas de problèmes ici, il suffit d'apprendre l'ordre d'exécution des opérations :

Découpez des ébauches dans le métal à la taille et soudez le corps sans fond et sans couvercle sur les pointes. Utilisez des pinces et une équerre pour fixer les feuilles.
Percez des trous dans les parois latérales pour les rigidifier. Insérez les tuyaux préparés à l'intérieur et ébouillantez leurs extrémités de l'extérieur.
Saisissez le fond avec un couvercle pour le réservoir. Percez-y des trous et répétez l'opération avec l'installation des entretoises internes.
Lorsque toutes les parois opposées du conteneur sont solidement connectées les unes aux autres, commencez à souder en continu toutes les coutures.
Installez les supports des sections de tuyaux au fond du réservoir.
Encastrer les ferrures en reculant par le bas et recouvrir de moins de 10 cm, comme indiqué sur la photo ci-dessous.
Soudez des supports métalliques aux murs, qui serviront de supports pour la fixation du matériau d'isolation thermique et du revêtement.

La photo montre un tronçon d'une large bande, mais il est préférable d'utiliser un tuyau

Conseils d'installation des entretoises internes. Pour que les parois de l'accumulateur de chaleur résistent efficacement à la flexion et ne se cassent pas pendant le soudage, libérez les extrémités des haubans vers l'extérieur de 50 mm. Ensuite, soudez-y en plus des raidisseurs en tôle ou en bande d'acier. Ne vous souciez pas de l'aspect, les extrémités des tuyaux disparaîtront alors sous le bardage.

Des supports en acier (clips) sont soudés au corps pour la fixation de l'isolation et du revêtement

Quelques mots sur l'isolation d'un accumulateur de chaleur. Tout d'abord, vérifiez s'il y a des fuites en le remplissant d'eau ou en lubrifiant toutes les coutures avec du kérosène. L'isolation thermique est assez simple :

nettoyez et dégraissez toutes les surfaces, appliquez un apprêt et peignez-les pour les protéger de la corrosion;
enveloppez le réservoir d'isolant sans le presser, puis fixez-le avec un cordon;
couper le métal de parement, y faire des trous pour les tuyaux;
visser le boîtier aux supports avec des vis autotaraudeuses.

Vissez les feuilles de revêtement de manière à ce qu'elles soient reliées les unes aux autres avec des attaches. Ceci termine la fabrication d'un accumulateur de chaleur fait maison pour un système de chauffage ouvert.

Installation et raccordement du réservoir au chauffage

Si le volume de votre accumulateur de chaleur dépasse 500 litres, il n'est pas souhaitable de le placer sur un sol en béton, il est préférable d'aménager une fondation séparée. Pour ce faire, démontez la chape et creusez un trou jusqu'à une couche de sol dense. Ensuite, remplissez-le de pierre concassée (carrière), compactez et remplissez d'argile liquide. Couler une dalle en béton armé de 150 mm d'épaisseur dans le coffrage en bois par le haut.

Schéma de la fondation du réservoir de batterie

Le bon fonctionnement de l'accumulateur de chaleur est basé sur le mouvement horizontal du flux chaud et refroidi à l'intérieur du réservoir lorsque la batterie est "chargée", et le flux vertical de l'eau lors de la "décharge". Pour organiser un tel fonctionnement sur batterie, vous devez effectuer les activités suivantes :

le circuit d'une chaudière à combustible solide ou autre est relié à un réservoir de stockage d'eau par l'intermédiaire d'une pompe de circulation ;
le système de chauffage est alimenté en liquide de refroidissement à l'aide d'une pompe séparée et d'un mélangeur avec vanne à trois voies, qui permet de prélever la quantité d'eau requise de l'accumulateur ;
la pompe installée dans le circuit chaudière, en termes de capacité, ne doit pas être inférieure à l'unité fournissant le liquide de refroidissement aux appareils de chauffage.

Schéma de tuyauterie du réservoir - accumulateur de chaleur

Un schéma de connexion standard pour un accumulateur de chaleur avec une chaudière TT est illustré dans la figure ci-dessus. La vanne d'équilibrage sur le retour permet de réguler le débit de liquide de refroidissement en fonction de la température de l'eau à l'entrée et à la sortie du réservoir. Notre expert Vladimir Sukhorukov vous expliquera comment le cerclage et le réglage sont effectués correctement dans son matériel vidéo :

Référence. Si vous habitez dans la capitale de la Fédération de Russie ou dans la région de Moscou, alors sur la question de la connexion d'accumulateurs de chaleur, vous pouvez personnellement consulter Vladimir en utilisant les coordonnées de son site officiel.

Réservoir de stockage budgétaire à partir de cylindres

Pour les propriétaires dont la superficie de la chaufferie est très limitée, nous suggérons de fabriquer un accumulateur de chaleur cylindrique à partir de bouteilles de propane.

Accumulateur de chaleur fait maison associé à une chaudière TT

Le design 100L, développé par un autre de nos artisans, est conçu pour remplir 3 fonctions :

décharger une chaudière à combustible solide en cas de surchauffe, en absorbant l'excès de chaleur;
chauffer l'eau pour les besoins domestiques;
assurer le chauffage de la maison pendant 1 à 2 heures en cas d'amortissement de la chaudière TT.

Noter. La durée du fonctionnement autonome de l'accumulateur de chaleur est courte en raison de son faible volume. Mais il s'intégrera dans n'importe quelle chaufferie et pourra évacuer la chaleur de la chaudière après une panne de courant, puisqu'il est connecté directement, sans pompe.

Il ressemble à un réservoir fait de cylindres sans doublure.

Pour assembler le réservoir de stockage, vous aurez besoin de :

2 bouteilles de propane standard;
au moins 10 m de tube cuivre Ø12 mm ou ondulation inox de même diamètre ;
raccords et manchons pour thermomètres;
isolation - laine de basalte;
métal peint pour bardage.

À partir des cylindres, vous devez dévisser les valves et couper les bouchons avec un broyeur, en les remplissant d'eau afin d'éviter une explosion de résidus de gaz. Nous plions soigneusement le tube de cuivre en une bobine autour d'un autre tuyau d'un diamètre approprié. Ensuite, nous agissons comme ceci :

À l'aide du dessin présenté, percez des trous dans le futur accumulateur de chaleur pour les tuyaux et les manchons pour les thermomètres.
Fixer par soudage à l'intérieur des cylindres plusieurs supports métalliques pour le montage de l'échangeur de chaleur ECS.
Placer les cylindres les uns sur les autres et souder ensemble.
Installez la bobine à l'intérieur du réservoir résultant, en libérant les extrémités du tube à travers les trous. Utilisez une garniture de presse-étoupe pour sceller ces points.
Fixez le fond et le couvercle.
Insérez l'évent dans le couvercle et le robinet de vidange dans le fond.
Souder les supports de garniture. Faites-les de différentes longueurs pour que le produit fini ait une forme rectangulaire. Il ne sera pas pratique de plier le revêtement en demi-cercle et cela ne fonctionnera pas esthétiquement.
Isoler le réservoir et visser le boîtier avec des vis autotaraudeuses.

Raccordement du réservoir avec une chaudière TT sans pompe de circulation

La particularité de conception de cet accumulateur de chaleur est qu'il est directement connecté à une chaudière à combustible solide, sans pompe de circulation. Par conséquent, pour l'assemblage, on utilise des tuyaux en acier Ø50 mm, posés avec une pente, le liquide de refroidissement circule par gravité. Pour alimenter en eau les radiateurs de chauffage, une pompe + vanne mélangeuse à trois voies est installée après le ballon tampon.

Conclusion

Sur de nombreuses ressources Internet, il est dit que fabriquer un accumulateur de chaleur de ses propres mains est une mince affaire. Si vous étudiez notre matériel, vous comprendrez que de telles déclarations sont loin de la réalité, en fait, la question est assez complexe et sérieuse. Vous ne pouvez pas simplement prendre un baril et l'adapter à une chaudière à combustible solide. D'où le conseil : réfléchissez bien à toutes les nuances avant de commencer le travail. Et sans les qualifications d'un soudeur, vous ne devriez même pas prendre un réservoir tampon, il vaut mieux le commander dans un atelier spécialisé.

Le chauffage au bois ou au charbon n'est pas très agréable. Vous devez souvent vous noyer, surtout par temps froid, cela demande beaucoup de temps et d'efforts. De plus, la température du saut - parfois froide, parfois chaude - n'apporte pas non plus de joie. Ces problèmes peuvent être résolus en installant un accumulateur de chaleur (accumulateur de chaleur) pour le chauffage.

Qu'est-ce qu'un accumulateur de chaleur pour le chauffage

Dans le cas le plus simple, un accumulateur de chaleur pour un système de chauffage est un récipient rempli d'un caloporteur (eau). Ce réservoir est relié à une chaudière à eau de chauffage et au système de chauffage (par des tuyaux d'un diamètre approprié). Dans les appareils plus complexes, un échangeur de chaleur est situé à l'intérieur du réservoir, relié à une chaudière de chauffage. En outre, un peigne d'alimentation en eau chaude peut être alimenté à partir de ce récipient - via un autre échangeur de chaleur.

Les accumulateurs de chaleur pour le chauffage sont généralement en acier - ordinaire, structurel ou inoxydable. De forme, ils peuvent être cylindriques ou en forme de parallélépipède (carré). Puisqu'ils sont conçus pour garder au chaud, une grande attention est portée à l'isolation.

Pour quoi a-t-il besoin

L'installation d'un accumulateur de chaleur (TA) pour le chauffage individuel peut résoudre plusieurs problèmes à la fois. Le plus souvent, le TA est placé là où il est chauffé au bois ou au charbon. Dans ce cas, les tâches suivantes sont résolues :

Un réservoir avec de l'eau est une garantie que l'eau ne surchauffe pas dans le système (avec le calcul correct de la longueur de l'échangeur de chaleur et de la capacité du réservoir).
À l'aide de la chaleur accumulée dans le liquide de refroidissement, la température normale est maintenue une fois la charge de carburant épuisée.
Du fait que le système dispose d'un apport de chaleur, il est moins souvent nécessaire de chauffer.

Toutes ces considérations vous obligent à acheter un accumulateur de chaleur complètement coûteux pour le chauffage.

Certains artisans fabriquent. C'est une option économique, mais elle ne coûte pas moins de 20 000 à 50 000 roubles. Avec une TA achetée, vous devrez dépenser plusieurs fois plus qu'avec une TA faite maison.

Les accumulateurs de chaleur ne sont pas bon marché, mais le résultat en vaut la peine. Premièrement, cela augmente la sécurité (le système de chauffage ne bouillira pas, ne cassera pas les tuyaux, etc.). Deuxièmement, vous n'avez pas à vous noyer si souvent. Troisièmement, une température plus stable, puisqu'un récipient avec de l'eau est un tampon qui atténue les sauts de température, caractéristiques du chauffage au bois et au charbon (il fait chaud, puis froid). Par conséquent, ces appareils sont également appelés "réservoir tampon pour le chauffage".

Raccordement de deux chaudières via un ballon tampon - facile et simple

Séparément, il convient de parler d'économie de bois de chauffage et de charbon. Dans un système de chauffage sans TA, les jours relativement chauds, il est nécessaire de restreindre l'accès à l'air, ce qui réduit l'intensité de la combustion. Sinon, la maison est trop chaude. Étant donné que les chaudières à combustible solide (TT) conventionnelles ne sont pas particulièrement conçues pour de tels modes, l'efficacité de la chaudière dans ce cas est très faible. La majeure partie de la chaleur s'envole dans la cheminée. Dans le cas d'un accumulateur de chaleur à eau installé, l'inverse est vrai : vous n'avez pas besoin de restreindre la combustion. Plus l'eau chauffe vite, mieux c'est. Il est seulement important de calculer correctement les paramètres du système.

Une autre option est un accumulateur de chaleur pour le chauffage avec un radiateur électrique tubulaire intégré (TEN). Ceci permet d'augmenter encore l'intervalle entre les démarrages d'une chaudière à combustible solide. De plus, s'il existe un tarif de nuit dans votre région, vous pouvez allumer le chauffage électrique la nuit. Ensuite, il ne frappera pas si fort le portefeuille. Il est également possible de résoudre le problème de puissance insuffisante de la chaudière de chauffage sélectionnée et installée.

Il y a aussi d'autres utilisations. Par exemple, certains propriétaires mettent deux chaudières chacun. A réserver au cas où, car il n'y a pas toujours un des types de carburant disponible. Cette pratique est assez courante. Leur raccordement via un accumulateur de chaleur simplifie grandement le cerclage. Il n'est pas nécessaire d'installer de nombreuses vannes et raccords. Apportez les chaudières à l'accumulateur de chaleur - et tous les problèmes. Soit dit en passant, vous pouvez vous connecter et à la même capacité. Ils s'intègrent également facilement dans un tel schéma. Soit dit en passant, la chaleur stockée par une journée ensoleillée à l'aide de capteurs solaires peut être chauffée jusqu'à deux jours.

Les propriétaires de chaudières électriques installent un réservoir tampon pour économiser de l'argent. Oui, cela augmente le volume de liquide de refroidissement qui doit être chauffé, mais la chaudière est démarrée pendant le tarif préférentiel - la nuit. Pendant la journée, la température est simplement maintenue par la chaleur qui est "stockée" dans l'accumulateur de chaleur. La rentabilité de cette méthode dépend de la région. Dans certaines régions, les tarifs de nuit sont nettement inférieurs aux tarifs de jour, c'est-à-dire il est tout à fait possible de rendre le chauffage moins cher.

Comment calculer le volume TA

Pour que l'accumulateur de chaleur pour le chauffage remplisse ses fonctions, il est nécessaire de sélectionner correctement son volume. Il existe plusieurs techniques :

sur la zone chauffée;
par la puissance de la chaudière ;
par la marge du temps.

La plupart des méthodes sont basées sur l'expérience. Pour cette raison, il y a une fourchette dans les recommandations. Par exemple, 35 à 50 litres par mètre carré de surface chauffée. Comment définir exactement le nombre? Il convient de prendre en compte la région de résidence et le degré d'isolation de la maison. Si vous habitez dans une région où l'hiver n'est pas le plus rigoureux ou que la maison est parfaitement isolée, il est préférable de l'emmener le long de la bordure inférieure environ. Sinon - au sommet.

Lors du choix du volume de l'accumulateur de chaleur pour le chauffage, deux points doivent également être pris en compte. Premièrement, une grande quantité d'eau permettra de la chauffer beaucoup moins souvent. En raison de la chaleur stockée, la température peut être maintenue pendant une longue période. Mais, en revanche, le temps "d'accélération" de ce volume jusqu'à la température souhaitée augmente fortement (le chauffage à 85-88°C est considéré comme normal). Dans ce cas, le système devient très inertiel. Vous pouvez bien entendu prendre une chaudière plus puissante, mais, couplée à un ballon tampon, cela en résultera en une quantité considérable. Par conséquent, vous devez manœuvrer pour trouver la solution optimale.

Selon la zone chauffée

Vous pouvez sélectionner le volume de l'accumulateur de chaleur pour le système de chauffage en fonction de la surface de la pièce. On pense que dix mètres carrés nécessitent 35 à 50 litres. La valeur sélectionnée est multipliée par la quadrature divisée par dix pour obtenir le volume souhaité.

Par exemple, dans le système de chauffage d'une maison d'une superficie de 120 m2 avec une isolation moyenne, il est préférable d'installer un accumulateur de chaleur pour chauffer 120 m2 / 10 * 45 l = 12 * 45 = 540 litres... Pour la Middle Lane, cela ne suffira pas, il vaut donc la peine de regarder des conteneurs d'un volume d'environ 800 litres.

En général, pour faciliter la navigation, pour une maison d'une superficie de 160 à 200 mètres carrés, située dans la voie du milieu, avec une isolation moyenne, le volume optimal du réservoir est de 1000 à 1200 litres. Oui, avec un tel volume dans le froid, vous devrez chauffer plus souvent. Mais cela ne minera pas trop votre budget, et vous permettra d'exister assez confortablement presque tout l'hiver.

Par puissance de chaudière

Étant donné que la chaudière devra travailler pour chauffer l'eau dans le réservoir, il est logique de calculer le volume en fonction de ses capacités. Dans ce cas, 50 litres de capacité sont pris pour 1 kW de puissance.

Vous pouvez le rendre encore plus facile - utilisez le tableau (les valeurs optimales en termes de coûts et de performances sont surlignées en jaune)

Avec le calcul, tout est simple. Pour une chaudière de 20 kW, un TA de 1000 litres convient. Avec un tel volume d'accumulateur de chaleur pour le chauffage, vous devrez le chauffer deux fois par jour.

Temps d'arrêt et perte de chaleur souhaités

Cette méthode est plus précise, car elle vous permet de choisir les dimensions spécifiquement pour les paramètres de votre maison (perte de chaleur) et vos souhaits (temps d'arrêt).

Calculons le volume d'un accumulateur de chaleur pour une maison avec une perte de chaleur de 10 kW/h et un temps d'arrêt de 8 heures. On chauffera l'eau à 88°C, et elle refroidira à 40°C. Le calcul est le suivant :

Dans ces conditions, la capacité requise de l'accumulateur de chaleur pour le chauffage est de 1500 litres. C'est parce que la perte de chaleur de 10 kW/h est trop importante. C'est une maison avec peu ou pas de chauffage.

Types de réservoirs tampons, caractéristiques de leur utilisation

Il s'agira du "bourrage" des accumulateurs de chaleur pour le chauffage. Extérieurement, ils se ressemblent tous, mais à l'intérieur, il peut être complètement vide ou il peut y avoir des échangeurs de chaleur. Il s'agit généralement d'un tuyau - lisse ou ondulé - tordu en spirale. C'est par la présence, le nombre et l'emplacement de ces spirales que l'on distingue un accumulateur de chaleur pour le chauffage.

Les ballons tampons pour le système de chauffage sont disponibles avec différents "remplissages"

Sans échangeur de chaleur

En fait, il ne s'agit que d'un réservoir calorifugé avec raccordement direct de la chaudière et des consommateurs. Un tel accumulateur de chaleur peut être utilisé dans des systèmes où le même caloporteur est acceptable. Par exemple, vous ne pouvez pas connecter l'eau chaude sanitaire comme ça. Même si l'eau est utilisée comme liquide de refroidissement, sa composition est loin d'être potable ou même de celle qui peut être utilisée pour les besoins domestiques. Sur le plan technique, c'est possible, mais même alors pas dans tous les cas.

La deuxième limite est la pression sur les consommateurs. Dans n'importe quel mode de fonctionnement, la pression de fonctionnement des consommateurs ne doit pas être inférieure à la pression dans la chaudière et le réservoir lui-même. Puisque le système est unifié, la pression sera commune. Tout est clair ici et aucune explication n'est requise.

La troisième limitation est la température. La température maximale à la sortie de la chaudière ne doit pas dépasser le niveau des températures admissibles de tous les autres composants du système. Ceci est également explicite.

Un accumulateur de chaleur sans échangeur de chaleur n'est qu'un conteneur isolé scellé avec des buses pour connecter la chaudière et les consommateurs

En principe, c'est l'option la moins chère pour un accumulateur de chaleur pour le chauffage, mais le choix n'est pas le meilleur. Le fait est que l'échangeur de chaleur de la chaudière ne durera pas longtemps. Tout le volume considérable d'eau sera pompé à travers elle et une quantité considérable de sel sera déposée. Et s'il y a aussi une consommation d'eau - en tant qu'approvisionnement en eau chaude - alors la source de sels deviendra inépuisable, car elle sera reconstituée avec de l'eau douce du robinet. Nous installons donc un accumulateur de chaleur sans échangeur de chaleur en dernier recours - s'il n'y a absolument pas d'argent pour des appareils plus coûteux.

Avec un échangeur de chaleur en bas ou en haut de la cuve, avec deux (bivalents)

L'installation d'un échangeur de chaleur connecté à la chaudière résout de nombreux problèmes. Un petit volume de liquide de refroidissement circule dans ce cercle et ne se mélange pas avec le reste. Ainsi, beaucoup de sels ne se déposeront pas sur l'échangeur de chaleur de la chaudière. De plus, les problèmes de pression et de température sont éliminés. Puisque la boucle est fermée, la pression qu'elle contient n'affecte pas le reste du système et peut être n'importe quoi dans une plage raisonnable.

Des restrictions de température subsistent : il est important que le liquide de refroidissement ne bouille pas. Mais cela est en train d'être résolu - il existe des solutions spéciales.

Mais où est-il préférable d'installer l'échangeur de chaleur de la chaudière dans l'accumulateur de chaleur - au-dessus ou en dessous? Si vous le posez, il y aura un mouvement constant dans le conteneur. Le liquide de refroidissement chauffé va monter, le plus froid va descendre. Ainsi, toute l'eau dans le récipient sera plus ou moins à la même température. C'est bien si vous voulez la même température pour tous les consommateurs. Dans de tels cas, des accumulateurs de chaleur avec un échangeur de chaleur inférieur sont choisis.

Si la spirale de la chaudière est située dans la partie supérieure, le liquide de refroidissement est chauffé en couches. La température la plus élevée est obtenue dans la partie supérieure, diminuant progressivement de haut en bas. Cette stratification de la température peut être utile si vous fournissez de l'eau à différentes températures. Par exemple, les radiateurs peuvent être plus chauds. Il est nécessaire de raccorder les tuyaux qui y mènent aux bornes les plus hautes. Un sol chaud a besoin d'un liquide de refroidissement chaud - nous le prenons du milieu. C'est donc aussi une bonne option.

Il existe également des accumulateurs de chaleur avec deux échangeurs de chaleur. Des sorties de différentes sources de chaleur y sont connectées. Il peut s'agir de deux chaudières, d'une chaudière + capteurs solaires, et d'autres options. Ici, vous n'avez qu'à décider laquelle des sources connecter et laquelle descendre. Dans certains modèles TA, les échangeurs de chaleur en spirale sont emboîtés les uns dans les autres. Ensuite, tout est plus facile - vous déterminez laquelle des sources peut réchauffer un volume plus important, connectez-le à un échangeur de chaleur externe. La seconde est à l'intérieur.

Options ECS

L'installation d'un accumulateur de chaleur résout le problème de l'approvisionnement en eau chaude. Il existe plusieurs façons de fournir de l'eau chaude pour des besoins techniques.

Comme déjà mentionné, l'eau chauffée peut être prélevée directement dans le réservoir. Mais sa qualité sera technique. Voulez-vous l'utiliser pour les douches, les bains, la vaisselle - sans poser de questions. Non - vous devrez installer un accumulateur de chaleur avec un échangeur de chaleur spécial, le connecter à un peigne à eau froide et l'attacher. Mais l'eau sera de bonne qualité.

Une autre option est un accumulateur de chaleur avec un réservoir d'eau chaude intégré. Il est utilisé dans les cas où de l'eau chaude est nécessaire et non au moment où le liquide de refroidissement chauffe activement. Le réservoir situé dans la partie supérieure retient la chaleur, de sorte que lorsque le reste du volume se refroidit, l'eau reste chaude. Les réservoirs peuvent être équipés en plus d'éléments chauffants. Cela permettra dans tous les cas d'avoir de l'eau à la température requise.

Quel est l'avantage d'un accumulateur de chaleur pour chauffer avec un ballon d'eau chaude intégré ? L'espace est économisé. Pour mettre côte à côte une chaudière TA et une chaudière à chauffage indirect, vous avez besoin de beaucoup plus d'espace. Le deuxième avantage est qu'il y a de petites économies de coûts. Moins - si le ballon tampon tombe en panne, vous perdez à la fois de l'eau chaude et du chauffage.

Lors de l'utilisation d'une chaudière à gaz, nous n'avons pas besoin de maintenir indépendamment une certaine température dans le circuit de chauffage - cela se fait par automatisation. Mais tout change lorsqu'une chaudière à combustible solide est installée dans la maison. Le carburant y brûle de manière inégale, ce qui entraîne un refroidissement ou une surchauffe du système de chauffage. Un accumulateur de chaleur pour le chauffage aidera à compenser ces fluctuations et à stabiliser la température dans le circuit. Un réservoir de stockage volumineux pourra retenir l'énergie thermique en excès, la donnant progressivement au système de chauffage.

Dans cette revue, nous examinerons :

Comment fonctionnent les accumulateurs de chaleur pour les systèmes de chauffage ;
Comment calculer le volume requis du réservoir de la batterie ;
Comment les réservoirs de stockage sont connectés ;
Les modèles de stockage de chaleur les plus populaires.

Examinons ces points plus en détail.

Le principe de fonctionnement des accumulateurs de chaleur

Si vous installez une chaudière à combustible solide dans la maison, il sera nécessaire d'ajouter régulièrement de nouvelles portions de bois de chauffage. Tout est dans le volume limité de la chambre de combustion - elle ne peut pas accueillir un nombre illimité de bûches. Oui, et les systèmes pour leur alimentation automatique n'ont pas encore été inventés, si l'on ne tient pas compte des chaudières à granulés avec automatisation. En d'autres termes, vous devrez surveiller vous-même le fonctionnement du système de chauffage.

Ces chaudières développent leur puissance maximale au moment où le bois de chauffage y flambe joyeusement. À ce moment, ils donnent beaucoup d'énergie en excès, donc les utilisateurs dosent le bois de chauffage avec soin, en les plaçant un à la fois. Sinon, il fera trop chaud dans la maison. Il n'y a rien de bon à cela, car de ce fait, le nombre d'approches augmente, ce qui est déjà élevé. Le problème est résolu avec un accumulateur de chaleur.

Un accumulateur de chaleur pour le chauffage est un réservoir de stockage dans lequel un caloporteur chaud est accumulé. De plus, l'énergie est fournie au circuit de chauffage de manière strictement dosée, ce qui garantit la stabilité de la température. Pour cette raison, les ménages se débarrassent des fluctuations de température et des approches fréquentes pour la pose de bois de chauffage. Les réservoirs de stockage sont capables d'accumuler l'énergie thermique excédentaire et de la transférer en douceur vers les circuits de chauffage.

Essayons d'expliquer le principe du travail avec les doigts :

La simplicité de la conception de l'accumulateur thermique augmente non seulement la fiabilité de l'unité, mais simplifie également les réparations et la maintenance programmée.

Une chaudière de chauffage installée dans un système de chauffage avec accumulateur de chaleur est chargée en bois et produit une grande quantité d'énergie thermique ;
L'énergie reçue est dirigée vers la batterie thermique et s'y accumule ;
Dans le même temps, à l'aide d'un échangeur de chaleur, la chaleur est prélevée pour le système de chauffage.

Le ballon tampon pour le chauffage (aka accumulateur de chaleur) fonctionne en deux modes - accumulation et retour. Dans ce cas, la puissance de la chaudière peut dépasser la puissance thermique nécessaire au chauffage de l'habitation. Pendant que le bois brûle dans le foyer, la chaleur s'accumule dans l'accumulateur thermique. Une fois les journaux éteints, l'énergie sera prélevée sur la batterie pendant une longue période.

Les accumulateurs de chaleur de Lezhebok pour serres et serres sont disposés à peu près de la même manière - pendant la journée, ils accumulent la chaleur du soleil et la nuit, ils la diffusent, réchauffant les plantes et les empêchant de geler. Seulement, ils ont l'air quelque peu différents.

Des accumulateurs de chaleur pour les systèmes de chauffage sont également nécessaires si des panneaux solaires ou des pompes à chaleur sont utilisés comme source de chaleur. Les mêmes batteries ne peuvent pas fournir de chaleur 24 heures sur 24, car leur efficacité tombe à zéro la nuit. Pendant la journée, ils chaufferont non seulement la maison, mais accumuleront également de l'énergie thermique dans le réservoir de stockage.

Les accumulateurs de chaleur peuvent être utiles lors de l'utilisation de chaudières électriques ... Ce régime se justifie par un système de paiement à deux taux. Dans ce cas, le système est configuré pour que la chaleur s'accumule la nuit et que sa libération commence le jour. Cela donne aux consommateurs la possibilité d'économiser de l'argent sur la consommation d'électricité.

Variétés d'accumulateurs de chaleur

L'accumulateur de chaleur pour le système de chauffage est un réservoir spacieux équipé d'une isolation thermique solide - c'est elle qui est chargée de minimiser les pertes de chaleur. À l'aide d'une paire de buses, la batterie est connectée à la chaudière et à l'aide de l'autre paire, au système de chauffage. Ici aussi, des tuyaux de dérivation supplémentaires peuvent être fournis pour connecter le circuit ECS ou des sources d'énergie thermique supplémentaires. Jetons un coup d'œil aux principaux types d'accumulateurs de chaleur pour les systèmes de chauffage:

En présence d'une pompe de circulation, il devient possible d'utiliser plusieurs ballons tampons à la fois, ce qui permet de chauffer uniformément plusieurs pièces à la fois.

Réservoir tampon - est le réservoir le plus simple, dépourvu d'échangeurs de chaleur internes. La conception prévoit l'utilisation du même liquide de refroidissement dans la chaudière et les batteries, à la même pression admissible. S'il est prévu de faire passer un liquide de refroidissement dans la chaudière et un autre dans les batteries, un échangeur de chaleur externe doit être connecté à l'accumulateur de chaleur ;
Accumulateurs de chaleur pour le chauffage individuel avec le bas, le haut ou avec plusieurs échangeurs de chaleur à la fois - ces accumulateurs de chaleur vous permettent d'organiser deux circuits indépendants. Le premier circuit est un ballon relié à la chaudière, et le second est un circuit de chauffage avec batteries ou convecteurs. Les caloporteurs ne se mélangent pas ici, il peut y avoir des pressions différentes dans les deux circuits. Le chauffage est réalisé à l'aide d'un échangeur de chaleur ;
Avec un échangeur de chaleur à circulation du circuit ECS ou avec un ballon - pour organiser l'approvisionnement en eau chaude. Dans le premier cas, l'eau peut être consommée toute la journée et uniformément. Le deuxième schéma prévoit l'accumulation d'eau afin de la restituer rapidement à une certaine heure (par exemple, le soir, lorsque tout le monde prend une douche avant le coucher) - indirectement, les chaudières qui accumulent de l'eau sont disposées de manière similaire.

La conception des accumulateurs de chaleur pour le chauffage peut être très différente, le choix d'une option appropriée dépend de la complexité du système de chauffage, de ses caractéristiques et du nombre de sources de liquide de refroidissement chaud.

Certains accumulateurs de chaleur sont équipés d'éléments chauffants avec thermostats, ce qui permet de fournir de la chaleur aux consommateurs la nuit, lorsque le liquide de refroidissement a déjà refroidi et qu'il n'y a personne pour jeter du bois de chauffage dans le foyer. Ils sont également utiles lors de l'utilisation de pompes à chaleur et de panneaux solaires.

Calcul du volume de l'accumulateur de chaleur

Nous nous sommes approchés du problème le plus difficile - le calcul du volume requis de l'accumulateur de chaleur. Pour ce faire, nous utiliserons la formule suivante - m = W / (K * C * Δt). La lettre W désigne la quantité de chaleur excédentaire, K est le rendement de la chaudière (indiqué en fraction décimale), C est la capacité calorifique de l'eau (liquide de refroidissement) et t est la différence de température, déterminée en soustrayant la température du liquide de refroidissement sur le retour tuyau de la température sur le tuyau d'alimentation. Par exemple, il peut faire 80 degrés à la sortie et 45 degrés au retour - au total, nous obtenons Δt = 35.

Tout d'abord, calculons la quantité de chaleur excédentaire. Supposons que pour une maison d'une superficie de 100 m². m. nous avons besoin de 10 kW de chaleur par heure. Le temps de combustion sur une feuille de bois de chauffage est de 3 heures et la puissance de la chaudière est de 25 kW. Ainsi, en 3 heures, la chaudière générera 75 kW de chaleur, dont seulement 30 kW doivent être envoyés pour le chauffage. Au total, il nous reste 45 kW de chaleur excédentaire - cela suffit pour 4,5 heures supplémentaires de chauffage. Afin de ne pas perdre cette chaleur et de ne pas réduire la quantité de bois de chauffage chargé (sinon nous allons simplement surchauffer le système), vous devez utiliser un accumulateur de chaleur.

Quant à la capacité calorifique de l'eau, elle est de 1,164 W * h / kg * ° С - si vous ne comprenez pas la physique, n'entrez pas dans les détails. Et rappelez-vous que si vous utilisez un autre liquide de refroidissement, sa capacité calorifique sera différente.

Après avoir effectué les calculs nécessaires grâce à nos conseils, vous pouvez facilement choisir le modèle qui répond le mieux à tous vos besoins.

Au total, nous avons les quatre valeurs - c'est 45 000 W de chaleur, l'efficacité de la chaudière (supposons 85%, ce qui en termes fractionnaires sera de 0,85), la capacité calorifique de l'eau 1,164 et une différence de température de 35 degrés. Nous effectuons des calculs - m = 45000 / (0,85 * 1,164 * 35). Avec ces chiffres, le volume est de 1299,4 litres. Nous complétons et obtenons la capacité de l'accumulateur de chaleur pour notre système de chauffage égale à 1300 litres.

Si vous ne pouvez pas faire les calculs vous-même, utilisez des calculatrices spéciales, des tables auxiliaires ou l'aide de spécialistes.

Schémas de connexion

Le schéma le plus simple pour connecter un accumulateur de chaleur à une chaudière à combustible solide implique l'utilisation du même liquide de refroidissement à la même pression dans la chaudière et le système de chauffage. À ces fins, le réservoir de stockage le plus simple sans échangeurs de chaleur convient. Deux pompes sont installées sur les tuyaux de retour - en ajustant leurs performances, nous assurerons le contrôle de la température dans le système de chauffage. Il existe également un schéma similaire utilisant une vanne à trois voies - il vous permet de réguler la température en mélangeant le liquide de refroidissement chaud et le liquide de refroidissement refroidi du tuyau de retour.

Les accumulateurs de chaleur avec échangeur de chaleur intégré sont conçus pour fonctionner dans des systèmes de chauffage à haute pression du caloporteur. Pour cela, des échangeurs de chaleur sont situés à l'intérieur d'eux, reliés par une pompe de circulation aux chaudières - c'est ainsi qu'un circuit d'alimentation est formé. Le ballon de stockage interne avec la deuxième pompe de circulation et les batteries forme un circuit de chauffage. Différents fluides chauffants peuvent circuler dans les deux circuits, par exemple l'eau et le glycol.

Le schéma d'une chaudière à combustible solide avec accumulateur de chaleur et circuit ECS vous permet de fournir de l'eau chaude sans utiliser d'équipement à double circuit. Pour cela, des échangeurs de chaleur à flux interne ou des réservoirs intégrés sont utilisés. Si de l'eau chaude est nécessaire tout au long de la journée, nous vous recommandons d'acheter et d'installer un accumulateur de chaleur avec un échangeur à circulation. Pour les pics de consommation ponctuelle, les accumulateurs avec ballon d'eau chaude sont optimaux.

En outre, des schémas de connexion bivalents et multivalents ont été développés - ils prévoient l'utilisation de plusieurs sources de chaleur à la fois pour le fonctionnement du chauffage. Pour cela, des accumulateurs de chaleur avec plusieurs échangeurs de chaleur peuvent être utilisés.

Modèles populaires

Il est temps de s'occuper des modèles les plus populaires d'accumulateurs de chaleur pour les systèmes de chauffage. Nous considérerons les produits des fabricants nationaux et étrangers.

Le producteur des accumulateurs de chaleur Prometey est la société de Novossibirsk SibEnergoTerm. Elle produit des modèles de 230, 300, 500, 750 et 1000 litres. La garantie matérielle est de 5 ans. Les accumulateurs de chaleur sont dotés de quatre sorties pour le raccordement aux sources de chauffage et de chaleur. Une couche d'isolation thermique en laine minérale est chargée de stocker l'énergie accumulée. La pression de travail est de 2 atm., Maximum - 6 atm. Lors de l'achat d'équipement, tenez compte de ses dimensions - par exemple, le diamètre d'un modèle de 1000 litres est de 900 mm, c'est pourquoi son corps peut ne pas s'adapter aux portes standard de 80 cm de large.

Le prix de l'accumulateur de chaleur présenté pour les systèmes de chauffage varie de 65 à 70 000 roubles.

Un autre accumulateur de chaleur spacieux pour 1000 litres d'eau. Il est équipé d'un ou deux échangeurs de chaleur à tubes lisses, mais manque d'isolation thermique, ce qui doit être pris en compte lors de son installation - il devra être acheté séparément. Le diamètre du boîtier est de 790 mm, mais si on y ajoute une isolation thermique, le diamètre passe à 990 mm. La température maximale dans le système de chauffage est de +110 degrés, dans le circuit ECS - jusqu'à +95 degrés.

Ces accumulateurs de chaleur sont présentés dans des variantes à six ou dix connexions. Il y a aussi des bornes pour les capteurs de température à bord. La capacité des réservoirs est de 960 litres, la pression de service peut atteindre 3 bars. L'épaisseur de la couche isolante est de 80 mm. L'utilisation de fluides autres que l'eau comme fluide caloporteur n'est pas autorisée - cela s'applique aux deux circuits, pas seulement au circuit de chauffage. Si nécessaire, il est possible de connecter en série plusieurs accumulateurs de chaleur en une seule cascade.

Accumulateurs de chaleur faits maison

Rien ne vous empêche d'assembler de vos propres mains un accumulateur de chaleur pour un système de chauffage - pour cela, vous devez effectuer des calculs et dessiner un dessin en vous concentrant sur la capacité requise. Les réservoirs sont construits en tôle d'une épaisseur de 1-2 mm, découpée avec un découpeur plasma, une machine de découpe ou une machine à souder. Les échangeurs de chaleur sont organisés à partir de tuyaux métalliques droits ou ondulés. Et afin d'éviter une corrosion rapide du métal, il est nécessaire d'acheter une anode en magnésium. La laine de basalte peut être utilisée comme isolant thermique.

En prime, nous présentons un dessin détaillé d'un accumulateur de chaleur d'une capacité de 500 litres - cela suffit pour entretenir le système de chauffage dans une petite maison.