L'utilisation d'accumulateurs de chaleur pour le système de chauffage permet d'optimiser la combustion des combustibles solides dans les chaudières. En termes simples, s'il y a un réservoir tampon - un accumulateur de chaleur, le propriétaire n'a pas besoin de visiter souvent la chaufferie et le bois de chauffage sera brûlé dans le mode optimal. Mais pour cela, la capacité doit être correctement sélectionnée, puis arrimée à un équipement de chauffage, ce qui causera certainement des difficultés à une personne ignorante. Par conséquent, il vaut la peine de comprendre en détail ce qu'est un accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide, comment le choisir et le connecter au chauffage d'une maison privée.
Qu'est-ce que la capacité tampon?
En fait, un accumulateur de chaleur conçu pour un système de chauffage est un réservoir métallique ordinaire de capacité estimée, recouvert d'une couche calorifuge. Dans les modèles les plus simples fabriqués en usine, il n'y a que des buses pour connecter un liquide de refroidissement et des manchons pour installer des thermomètres. Les thermomètres sont déjà intégrés dans des réservoirs tampons, tandis que les produits les plus chers sont équipés d'échangeurs de chaleur sous forme de serpentins. Le dispositif d'un tel accumulateur de chaleur est illustré sur la figure:
Comme vous pouvez le voir, la conception du réservoir tampon n'est pas particulièrement difficile, donc différents artisans - artisans adaptés pour le faire de leurs propres mains, comme décrit dans un sujet séparé.
Le but des serpentins est de chauffer l'eau pour fournir de l'eau chaude sanitaire et de connecter des sources alternatives d'énergie thermique - des capteurs solaires. Il est clair que cette fonction n'est demandée que dans des conditions météorologiques favorables dans la région de résidence. En général, le ballon tampon de la chaudière de chauffage est conçu pour résoudre de tels problèmes:
- Création de conditions pour le fonctionnement d'une chaudière TT avec une efficacité maximale et des émissions minimales.
- Fonctionnement confortable du générateur de chaleur, lorsque vous n'avez pas besoin de jeter du bois de chauffage dans le four toutes les 4 à 6 heures, y compris la nuit.
- Chauffage et alimentation en eau potable de qualité pour 1 à 2 consommateurs (option).
La plupart des fabricants d'équipements de chauffage à combustible solide dans la documentation jointe indiquent qu'il est fortement recommandé de connecter un accumulateur de chaleur à la chaudière TT. La raison en est la suivante: l'unité atteint la plus grande efficacité avec un mode de fonctionnement proche du maximum. Et comme la chaleur excédentaire générée doit être placée quelque part avant d'être injectée dans le système de chauffage, un réservoir tampon avec de l'eau sera nécessaire.
Sans accumulateur thermique, nous essayons d '"étrangler" l'unité thermique de toutes les manières possibles, en limitant l'apport d'air de combustion. Non seulement cela réduit son efficacité à 40% (comme un poêle à ventre), mais cela provoque également la libération de monoxyde de carbone toxique dans l'atmosphère. Pour cette raison, certains pays européens ont interdit la combustion du bois et du charbon dans les chaudières de chauffage sans ballon tampon.
Avec des visites plus rares de la chaufferie, tout est clair: la chaleur accumulée dans le réservoir sera consacrée au chauffage de la maison pendant longtemps, à condition que son volume soit correctement calculé. De plus, lorsqu'une chaudière à combustible solide fonctionne en conjonction avec un accumulateur de chaleur, la probabilité de surchauffe et d'ébullition de l'eau dans la chemise de l'unité est réduite à presque zéro.
En plus d'interagir avec les générateurs de chaleur à bois, les accumulateurs de chaleur peuvent également être utilisés avec des chaudières électriques. Cela a du sens lorsque l'électricité consommée la nuit est considérée à un rythme 2 à 3 fois inférieur à la normale. Pendant la période de temps pendant laquelle ce tarif est en vigueur, l'installation électrique pourra «charger» entièrement l'accumulateur de chaleur, et elle donnera cette énergie pour chauffer la maison pendant la journée.
Avec cette option, les résultats du calcul précédent de la puissance de la chaudière électrique devront être doublés pour que son transfert de chaleur soit suffisant pour chauffer la maison et charger le ballon à un tarif nocturne.
Calcul de la capacité tampon
Le principal critère de sélection d'un ballon tampon pour une chaudière à combustible solide est son volume, déterminé par calcul. Sa valeur dépend de tels facteurs:
- charge thermique sur le système de chauffage d'une maison privée;
- chauffage de la puissance de la chaudière;
- durée prévue de fonctionnement sans l'aide d'une source de chaleur.
Avant de calculer la capacité de l'accumulateur de chaleur, il est nécessaire de clarifier tous les points énumérés, en commençant par la puissance thermique moyenne que le système consomme pendant la période hivernale. La puissance maximale ne doit pas être prise pour le calcul, cela entraînera une augmentation de la taille du réservoir, et donc une augmentation du coût du produit. Il vaut mieux supporter les désagréments et charger le foyer plusieurs jours par an plus souvent que de payer un prix fou pour un gros accumulateur de chaleur, qui sera utilisé de manière irrationnelle. Et il prendra trop de place.
Opinion d'expert. Pour fournir de l'énergie thermique à une maison d'une superficie de 200 m², un réservoir tampon contenant 1 tonne de liquide de refroidissement suffit, et c'est un volume de 1 m³. La déclaration est vraie pour la zone centrale de la Fédération de Russie, dans les régions plus au sud ou au nord, l'alignement sera différent.
Le fonctionnement normal du système de chauffage avec un accumulateur de chaleur est impossible lorsque la source de chaleur a une petite marge de puissance. Dans ce cas, vous ne pourrez jamais «charger» complètement la batterie, car le générateur de chaleur doit simultanément chauffer la maison et charger le réservoir. N'oubliez pas que le choix d'une chaudière à combustible solide pour la tuyauterie avec un accumulateur de chaleur implique une double alimentation thermique.
Il est proposé d'étudier l'algorithme de calcul à partir d'un exemple de maison d'une superficie de 200 m² avec une chaudière au ralenti de 8 heures. On suppose que l'eau dans le réservoir chauffe jusqu'à 90 ° C, et pendant le chauffage, refroidit jusqu'à 40 ° C. Pour chauffer une telle zone dans le temps le plus froid, 20 kW de chaleur seront nécessaires, et sa consommation moyenne sera d'environ 10 kW / h. Cela signifie que la batterie doit accumuler 10 kW / h x 8 h = 80 kW d'énergie. De plus, le calcul du volume de l'accumulateur de chaleur pour une chaudière à combustible solide est effectué à travers la formule de la capacité calorifique de l'eau:
m = Q / 1,163 x Δt, où:
- Q est la quantité estimée d'énergie thermique qui doit être accumulée, W;
- m est la masse d'eau dans le réservoir, en kg;
- Δt - la différence entre les températures initiale et finale du liquide de refroidissement dans le réservoir est de 90 - 40 = 50 ° C;
- 163 W / kg ° C ou 4,187 kJ / kg ° C est la chaleur spécifique de l'eau.
Pour l'exemple considéré, la masse d'eau dans l'accumulateur de chaleur sera:
m = 80 000 / 1,163 x 50 = 1375 kg ou 1,4 m³.
Comme vous pouvez le voir, à la suite des calculs, les tailles de la capacité tampon ressortent plus que ce que l'expert recommande. La raison est simple: des données sources inexactes ont été prises pour le calcul. En pratique, surtout lorsque la maison est bien isolée, la consommation moyenne de chaleur pour une surface de 200 m² sera inférieure à 10 kW / h. D'où la conclusion: pour calculer correctement les dimensions de l'accumulateur de chaleur d'une chaudière à combustible solide, il est nécessaire d'utiliser des données initiales plus précises sur la consommation de chaleur.
Pour référence. Il existe également une méthode de calcul élargie, selon laquelle pour chaque kW de puissance thermique de la chaudière, il y a 25 l du volume de l'accumulateur de chaleur.
Sélection du stockage de chaleur
Les autres critères de choix de la capacité ne sont pas si importants et concernent principalement différentes options. L'un d'eux est un chauffe-eau à serpentin intégré pour les besoins des ménages. Il peut être utile s'il n'y a pas d'autre moyen de chauffage, mais pour des coûts élevés dans le réseau d'ECS, cette méthode n'est certainement pas adaptée. De plus, l'échangeur de chaleur enlèvera une partie de la «charge» de l'accumulateur de chaleur, réduisant la durée de vie de la batterie.
Une option utile est un élément chauffant intégré dans la partie supérieure du réservoir, capable de maintenir la température du liquide de refroidissement à un certain niveau.Grâce au chauffage électrique, le système ne dégivre pas en cas d'accident et peut même chauffer la maison pendant un certain temps après que la batterie soit "déchargée" et que la chaudière n'ait pas encore démarré.
La deuxième bobine pour connecter le système solaire n'est utile que dans les régions du sud, où l'activité solaire vous permettra de charger l'accumulateur de chaleur. Mais ce à quoi vous devez faire attention lors du choix, c'est la pression de travail du réservoir. Il convient de garder à l'esprit que la plupart des chaudières à combustible solide sont conçues pour une pression de chemise allant jusqu'à 3 bars, ce qui signifie que le réservoir tampon doit facilement supporter la même quantité.
Schémas de câblage
Il existe de nombreuses façons de lier une chaudière à combustible solide à un accumulateur de chaleur et à un système de chauffage. Mais ce sont tous des dérivés du circuit de base illustré ci-dessous. Avec son aide, il est facile de comprendre comment ces unités fonctionnent par paires, puis de tout monter vous-même.
Un point important. La capacité réelle de la pompe de circulation du circuit de la chaudière doit être légèrement supérieure à celle de l'unité de pompe du circuit de chauffage. Le respect de cette condition permettra aux flux à l'intérieur de l'accumulateur de chaleur de se déplacer dans la bonne direction (indiqué dans le diagramme par des flèches blanches).
En fait, la pompe principale sera plus puissante que la chaudière, et c'est pourquoi. La résistance du réseau de canalisations et de radiateurs est supérieure à 3 à 5 m de canalisations allant d'une chaudière à combustible solide à un accumulateur de chaleur. L'unité a besoin d'une puissance et d'une pression plus élevées pour surmonter cette résistance. Par conséquent, une pompe de circuit de chaudière plus faible peut fournir un débit plus élevé, il vous suffit de configurer correctement les deux unités. Il existe 2 options pour résoudre le problème:
- Lorsque vous utilisez des pompes à 3 vitesses, vous pouvez ajuster leurs performances en changeant de vitesse.
- Mettre à l'entrée du retour du système vers le ballon tampon une vanne d'équilibrage, avec laquelle régler.
Le chauffage simultané des appareils de chauffage et le chargement couche par couche de l'accumulateur de chaleur sont possibles lorsque les flux à l'intérieur du réservoir se déplacent horizontalement avec une légère prédominance de la chaudière à combustible solide. La question se pose - comment vérifier cela? Il se pose une réponse: sur les deux entrées du retour au réservoir il faut mettre des thermomètres (comme sur le schéma) et effectuer le réglage en commutant les vitesses des pompes ou en faisant tourner la vanne d'équilibrage. Une condition importante: la vanne à trois voies du réseau de chauffage doit être complètement ouverte manuellement.
Schéma alternatif
Ce schéma de liage du réservoir tampon et de la chaudière à combustible solide a été proposé par l'un des participants au forum populaire. Sa particularité réside dans le fait que lorsque le courant est coupé, le fonctionnement du circuit est maintenu, bien que pour cela, vous devez payer avec des diamètres accrus de tuyaux en acier. La figure ci-dessous montre la connexion de l'accumulateur de chaleur à un système de chauffage fermé, mais lors de l'installation, il est préférable de l'ouvrir, comme le dit l'auteur lui-même.
En résumé, l'essentiel est le suivant: grâce à l'entrée en T du haut du réservoir, les radiateurs sont simultanément chauffés et l'accumulateur thermique réalisé par soi-même est «chargé». La pompe du circuit de la chaudière est commandée par un capteur aérien sur la ligne d'alimentation, y compris l'unité, lorsqu'elle atteint une température de 60 ° C. La circulation dans le réseau dépend du thermostat d'ambiance auquel la pompe du réseau est connectée.
Remarque. Le schéma de cerclage proposé a été vérifié par son créateur sur sa propre expérience. Tous les détails de son installation et de son fonctionnement sont décrits par l'auteur sur le forum.
Conclusion
Le fait que l'accumulateur de chaleur améliore les conditions de fonctionnement d'une chaudière à combustible solide classique ne peut être nié. Ce dernier consomme du combustible avec une efficacité maximale, et après chauffage, le nombre de trajets vers la chaufferie est réduit au minimum. Une autre chose est que ce plaisir n'est pas bon marché, à cause de quoi la part du lion des batteries travaillant dans des maisons privées sont faites maison.