На скільки вистачить теплоакумулятора?

Те, як довго теплоакумулятор зможе забезпечувати систему опалення теплом, залежить від трьох основних чинників. Знаючи кожен із них, можна досить точно розрахувати час ефективної тепловіддачі ємності. Насамперед слід враховувати потужність котла, потім беруться до уваги тепловтрати будинку та об’єм буферної ємності. Також певний вплив матимуть об’єм рідини в системі, особливості її конструкції та інші фактори.

Детальний тепловий розрахунок зможе надати тільки фахівець після виїзду до вас на ділянку та детального вивчення конкретної опалювальної системи. Водночас встановити період ефективної роботи теплоакумулятора можна з хорошою точністю, спираючись лише на три показники, зазначені раніше.

Тепловтрати будинку

Основою високої ефективності опалення є якісно виконана теплоізоляція опалювальних приміщень. Дуже важливо від початку закладати в проєкт будинку посилені заходи з теплозахисту. Так, наприклад, кімнати багатоквартирних будинків здебільшого межують із сусідніми квартирами. Таким чином, тепловтрати житла в міській багатоповерхівці нижчі, і відсутність хорошої теплоізоляції меншою мірою позначається на комфорті проживання в холодну пору року.

Для приватного будинку добре утеплення має критичне значення. Навіть дуже потужний котел не зможе прогріти будівлю, якщо йому доведеться більшу частину своєї енергії витрачати на нагрів вулиці. Якщо для теплоізоляції вашого будинку застосовувалися тільки базові технології, а товщина утеплення на даху та стінах залишає бажати кращого, рекомендуємо спробувати посилити теплоізоляцію. Отримана в результаті економія енергоресурсів вас приємно здивує.

Отже, для розрахунку тепловтрат конкретної будівлі потрібно буде виміряти кількість витраченої енергії на підтримання в ній тепла. Для визначення того, як довго тримає тепло буферна ємність, нам потрібно дізнатися про втрати тепла через конструкції, а також через вентиляцію. Для систем з гарячим водопостачанням існує також окремий показник втрат через злив нагрітої води в каналізацію. Оскільки в будь-якому разі нам потрібні загальні дані, що включають усі перелічені фактори, окремо їх розраховувати немає сенсу.

Розрахунок загальних тепловтрат

Найпростішим способом визначення теплових втрат конкретної будівлі полягає в експериментальному спостереженні. Потрібно виміряти скільки тепла подається в систему опалення для підтримки в будинку стабільно комфортної температури. Очевидно, що це значення залежатиме від температури на вулиці, тобто в розрахунках використовуватиметься різниця між зовнішньою та внутрішньою температурою.

Для початку вивчіть паспортні дані котла та пристрій системи опалення. Припустимо, що теплогенератор 24 кВт працює на повну потужність та нагріває воду до 80 °С. Якщо вода в системі протягом дня була на рівні 65 ° С, то котел працював над повну потужність. Щоб отримати актуальну продуктивність, можна скласти просту пропорцію. Вийде (24кВт * 65 ° С) / 80 ° С = 19,5 кВт. Враховуйте також, що паспортні дані вказуються для води, якщо у контурі пропіленгліколь, то котел видає на 20% менше потужності. Для нашого прикладу це 19,5 кВт*0.8 = 15,6 кВт.

Знати тільки потужність теплогенератора, яка була потрібна для підтримки комфортної температури, недостатньо. Потрібно ще враховувати різницю температур між показниками всередині будинку та на вулиці. Виконуючи спостереження за температурою води в системі опалення, фіксуйте також показники термометра всередині та зовні будинку. Таким чином ви отримаєте потужність котла для конкретної дельти температур. На основі цих двох показників вже можна точно встановити тепловтрати певної будівлі.

Допустимо, ваші виміри проводилися при температурі -37°С на вулиці, а всередині будинку було +20°С. Тоді дельта температур становитиме 57°С. Якщо у вашому регіоні середня температура повітря в опалювальний період становить -20°С, то потрібна потужність котла буде нижчою, ніж експериментально встановлена ​​вами споконвічно. Допустимо, вам потрібно отримати у приміщеннях +23°С при -20°З зовні, тоді дельта температур = 43°С. Дізнаємось потужність котла на основі експериментального значення 15,6 кВт для дельти 43°С. Для цього 15,6 кВт * (43 ° С/57 ° С) і отримаємо 11,76 кВт.

Норми теплових втрат будинку

У нормативній документації зазначаються теплові втрати на 1 м² житлової площі. У вибраному прикладі площа будинку була 120 м². Для отримання точного значення на 1 кв. метра потрібно 11760 Вт/120 м². Вийде приблизно 98 Вт/м². Ця цифра є досить високою і перевищує норми, які рекомендують актуальні БНіП, приблизно вдвічі. Нормативні документи встановлюють стандарт тепловтрат у розмірі 50 Вт/м².

Тим не менш, не варто розраховувати, що, якщо ваш будинок має гарний теплозахист, значення тепловтрат в ньому становитиме 50 Вт/м². Для прикладу наведемо будинок площею 180 м² із газобетонних блоків Д500 з утепленням стін пінопластом товщиною 10 см, підлоги – 20 см, а також 40 см плит мінеральної вати на даху. Так ось, у нього втрати тепла в межах 52-53 Вт/м².

Потужність котла

Продуктивність котла зазвичай вибирається ще на стадії проектування системи опалення. Теплогенератор встановлюють із розрахунку приблизно 1 кВт потужності на 10 м² площі будинку. Якщо котел більший за вказане значення, встановлення теплоакумулятора є практично необхідним рішенням. Буферна ємність збере всі надлишки тепла, вироблені котлом і поступово їх віддавати в систему ще довго після остигання топки.

У той же час навіть якщо ваш теплогенератор оптимально підходить під площу будинку, установка теплового акумулятора також рекомендується. Додатковий резервуар дозволить значно збільшити комфортність використання теплосистеми. Температура в будинку підтримуватиметься теплом із ТА, коли паливо в котлі вже повністю згорить. Це дозволить рідше підходити до казана для оновлення закладки палива.

Середнє значення об’єму теплоакумулятора для кожного зайвого кіловата потужності котла становить 50 літрів. Якщо у вашому будинку 100 м² встановлений котел 15 кВт, достатньо буде розмістити невелику ТА на 250-300 літрів.

Час «розряду» теплоакумулятора

Розглянемо, як надовго вистачатиме теплоакумулятора, залежно від теплових втрат будинку та розмірів ємності. Розрахунок тепловтрат був докладно розглянутий раніше, тому зупинимося на стандартній величині 50 Вт/м². Нагадаємо, що це значення слід приймати тільки для будинку з дуже гарними заходами теплоізоляції. На практиці самостійно збудований будинок зі звичайною теплоізоляцією може мати втрати до 100 Вт/м².

Якщо ваш будинок будували спеціалісти, які виконували теплоізоляцію по СНіПу, його тепловтрати складуть 50 Вт/м² для найхолоднішого тижня у вашому регіоні. Для Москви середня температура в найхолодніший тиждень становить -28 °С. Будинку площею 100 м² потрібно 5 кВт тепла щогодини для підтримки стабільної температури всередині. За добу це значення становитиме 120 кВт.

Мінімальна дельта температур, на яку рекомендується нагрівати теплоносій у буферній ємності, становить 40 °С. Виконаємо розрахунок, який покаже, скільки накопичить енергії теплоакумулятор з 1000 л води. 1 тонна води вимагає 1,16 кВт·год енергії для нагрівання на 1 °С. Щоб нагріти 1000 л води на 40 °С, потрібно 46,4 кВт·год. Приблизно таку кількість тепла в результаті віддасть тепловий акумулятор в систему опалення.

Виходячи з цього, знаючи точні втрати будинку і розмір ТА, можна встановити час охолодження ємності на дельту, рівну 40 °С. Наприклад візьмемо будинок 100 м² з втратами 5 кВт на годину.

Враховуйте, що вказані в таблиці цифри можуть не збігатися з актуальним часом для вашої системи опалення. Щоб обчислити самостійно, на скільки вистачає теплоакумулятора певного об’єму, вам потрібно:

1. Об’єм ТА помножити на кількість тепла, необхідну для нагріву/охолодження 1 л на 40 °C (коефіцієнт 0,0464).

2. Розділити це значення на тепловтрати вашого будинку.