Wärmespeicher für Heizungsanlage. Pufferspeicher (Wärmespeicher) für eine Heizungsanlage Heizungsanlagen mit Wärmespeicher

Ein Wärmespeicher ist ein Gerät, das in der Lage ist, Wärmeenergie aus einer Wärmequelle zu speichern, wenn diese im Übermaß produziert wird, und diese dann bei Bedarf zu nutzen.

Die Wärmequelle kann ein Heizkessel, ein Ofen, ein Solarkollektor usw. sein.

Im Wesentlichen verfügt jeder massive Körper, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, über eine Reserve an Wärmeenergie. In diesem Fall hängt die angesammelte Wärmereserve vom Grad der Erwärmung und dem Körpergewicht ab.

Beispielsweise ist jedes Gebäude aus Ziegeln, Steinen oder Betonblöcken (Materialien, die Wärme speichern können) ein Wärmespeicher, auf dessen kontinuierlichen Betrieb nur wenige Menschen achten. Aber gerade dank der von den Wänden des Hauses angesammelten Wärmereserve ist es an heißen Tagen kühl und nachts warm, wenn die Außenlufttemperatur sinkt, das natürliche Belüftungssystem funktioniert und es zu keinen plötzlichen Temperatursprüngen kommt eine kurzfristige Abschaltung der Heizung oder beim Lüften.

Ein weiteres Beispiel für einen Wärmespeicher ist ein russischer Ofen oder ein anderer Heizofen aus Stein oder Ziegel. Beim Verbrennen von Holz speichert die Ofenmasse Wärmeenergie und gibt sie beim Abkühlen an den umgebenden Raum ab.

Je höher das Gewicht des Ofens, desto größer ist seine Wärmereserve und desto länger kann er eine angenehme Temperatur im Raum aufrechterhalten. Aus diesem Grund ist der traditionelle russische Ofen massiv gebaut, wiegt bis zu anderthalb Tonnen oder mehr und wird regelmäßig erhitzt: einmal am Tag.

Traditionell wurden Steine ​​oder gebrannte Ziegel zur Wärmespeicherung verwendet, ihre Verwendung ist jedoch nur für die Ofenheizung gerechtfertigt, deren Verwendung in einfachen modernen Häusern nicht immer bequem ist. Um ein modernes Zuhause zu heizen, werden häufig Heizkessel anstelle von Öfen verwendet.

Welche Heizkessel benötigen einen Wärmespeicher?

Ein Wärmespeicher wird nur für periodisch betriebene Kessel benötigt: Kohle oder Holz. Kessel mit ununterbrochenem Betrieb (Gas oder Strom), die mit Systemen zur kontinuierlichen Brennstoffversorgung ausgestattet sind, Kessel mit langer Brenndauer erfordern keine Wärmespeicherung.

Herkömmliche Festbrennstoffkessel erfordern eine regelmäßige Beladung mit Brennholz; die Zeit für die vollständige Verbrennung des Brennstoffs beträgt in ihnen nicht mehr als 3 Stunden. Am Ende des Verbrennungsprozesses kühlt das Kühlmittel in der Heizungsanlage nicht nur auf die Lufttemperatur im Raum ab, sondern auch an den Stellen, an denen die Rohrleitung an der Grenze verlegt wird (auf dem Boden, im Keller, im Keller). Dachboden) kann es gefrieren und Eispfropfen im Heizsystem bilden, die die Wasserzirkulation blockieren.

Unter diesen Bedingungen sprechen wir nicht mehr von komfortablen Bedingungen im Haus, sondern von der Integrität und Sicherheit der Heizungsanlage. Die Hauptaufgabe der Wärmespeicherung in Systemen mit einem Festbrennstoff-Heizkessel besteht darin, eine Wärmeenergiereserve zu schaffen, deren Nutzung während der Inaktivität des Kessels dazu beiträgt, einen starken Temperaturabfall im Raum zu vermeiden und zu vermeiden Einfrieren des Kühlmittels.

Wärmespeichergerät

Ein Wärmespeicher für einen Heizkessel soll nicht nur zur Wärmespeicherung, sondern auch zur weiteren Nutzung geeignet sein. Der einzige zur Lösung des Problems geeignete Stoff ist das Kühlmittel. Dies kann Wasser oder Frostschutzmittel sein, das in einen großen Behälter der Heizungsanlage gegeben wird.

Zur Wärmeerhaltung wird der Behälter zusätzlich isoliert: mit Mineralwolle, Folie, Wärmedämmplatten ausgekleidet und auf einem isolierten Untergrund aufgestellt.

Das Volumen des Wärmespeichers wird nach dem Prinzip gewählt, je größer desto besser, in der Regel sprechen wir jedoch von einem Fassungsvermögen von 2-5 m3. Eine weitere wichtige Ergänzung: Der Tank muss versiegelt sein und über zwei Löcher verfügen: zum Anschluss der Rohrleitung.

Der Wärmespeicher wird parallel zum Heizkessel nach dem Prinzip eines Heizgerätes mit Anschlüssen sowohl zum Vor- als auch zum Rücklauf an das Heizsystem angeschlossen. Am Zulauf müssen Absperrventile installiert werden, die es ermöglichen, die Bewegungsrichtung des Kühlmittels zu ändern und es entweder nur zu den Heizgeräten oder nur zum Wärmespeicher oder gleichzeitig dort und dort zu lassen. In der Regel handelt es sich hierbei um ein Dreiwegeventil.

Wie funktioniert ein Wärmespeicher in einer Heizungsanlage?

Bei der intensiven Verbrennung von Holz in einem Festbrennstoffkessel wird maximale Wärme erzeugt, die es ermöglicht, nicht nur die Heizkörper im Haus, sondern auch die Wasserversorgung in der Batterie zu heizen. Nachdem das Holz ausgebrannt ist, fließt die Wärme des Kessels nicht mehr, aber die Kühlmittelzirkulation im System bleibt bestehen: Kaltes Wasser fließt nach unten und heißeres Kühlmittel aus der Batterie gelangt in das System.

Rücklaufwasser, das zum Heizkessel zurückkehrt, fließt ebenfalls durch die Batterie. Ist die Rücklauftemperatur höher als die Temperatur des Wassers im Behälter, wird die Flüssigkeit im Inneren durch den Rücklauf zusätzlich erwärmt. Ist der Rücklauf kalt, wird er hingegen vor dem Eintritt in den Kessel erwärmt, wodurch sich der Temperaturunterschied zwischen heißem Kessel und kaltem Rücklaufwasser verringert.

Je größer die Batteriekapazität, desto länger kann das System ohne „Nachladen“ betrieben werden.

Praktischer Nutzen

Ein Wärmespeicher in einer Heizungsanlage mit Festbrennstoffkessel kann für seine Besitzer durchaus als wahrer Glücksfall bezeichnet werden. Es ist dieses einfache Gerät, das es Ihnen ermöglicht, das Haus auch bei starkem Frost mehrere Stunden lang zu verlassen, ohne Angst um die Sicherheit der Heizungsanlage haben zu müssen, nachts ruhig zu schlafen, ohne zum Heizkessel zu springen, um eine neue Portion Brennholz nachzulegen, und Sie müssen sich keine Sorgen über die Zerstörung des Kessels machen, wenn zu kaltes Kühlmittel in den Kessel gelangt.

Zur Steuerung des Betriebs einer Heizungsanlage mit Wärmespeicher wird ein Dreiwegeventil verwendet.

Mit seiner Hilfe können Sie die Bewegung von heißem Kühlmittel nur zu Heizgeräten öffnen, was normalerweise dann geschieht, wenn Sie einen Raum schnell aufwärmen möchten. Wenn das Haus bereits heiß ist, der Kessel aber weiterhin läuft, können Sie die Wasserzufuhr zu den Heizkörpern abschalten und nur noch zum Wärmespeicher leiten.

Um die Heizgeräte und den Wärmespeicher gleichzeitig zu erwärmen, wird eine Zwischenstellung des Wasserhahns gewählt.

Wärmespeicher und Umwälzpumpe

In Schwerkraftheizungsanlagen werden in der Regel Festbrennstoffkessel eingesetzt. In diesem Fall arbeitet der Wärmespeicher durch natürliche Konvektion: Durch das untere Rohr strömt kaltes Kühlmittel hinein, und eine stärker erhitzte Flüssigkeit strömt nach oben und fließt zu den Heizgeräten.

Bei Systemen mit Umwälzpumpe funktioniert der Wärmespeicher auf die gleiche Weise, allerdings wird hier die Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels durch die Pumpe vorgegeben, was sich zweifellos positiv auf den Betrieb der gesamten Heizungsanlage auswirkt.

Über die Vor- und Nachteile

Der Einbau eines Wärmespeichers sorgt für einen stabilen Betrieb des Heizsystems und verhindert plötzliche Temperaturschwankungen nicht nur im Haus, sondern auch beim Kühlmittelfluss in den Kessel.

Der einzige Nachteil eines Wärmespeichers ist seine Größe: Bei einem geringen Fassungsvermögen kann keine Wärme gespeichert und genutzt werden, und für einen großvolumigen Speicher ist nicht immer genügend Platz vorhanden. Und um den Container zu installieren, müssen Sie das Fundament verstärken oder ihn im Keller platzieren.

Der innere Aufbau und das Funktionsprinzip des Wärmespeichers für Heizkessel sind so ausgelegt, dass nach dem Abschalten der Hauptenergiequelle die erforderliche Kühlmitteltemperatur 5-10 Stunden lang aufrechterhalten wird. Der Speichertank wird in Verbindung mit Festbrennstoff- und Elektrokesseln installiert. Der Anschluss an eine Wärmepumpe und Solarkollektoren ist möglich.

Was ist Pufferkapazität?

Das richtig eingesetzte Funktionsprinzip eines Pufferspeichers in einer Heizungsanlage senkt die Heizkosten und macht die Gebäudeheizung komfortabler. Um die Machbarkeit des Anschlusses eines Tanks sicherzustellen, ist es notwendig, dessen Aufbau und Funktionsprinzip zu berücksichtigen sowie die bestehenden Vor- und Nachteile zu berücksichtigen.

Aufbau und Funktionsprinzip

• Tank – aus Blech (mit Emailbeschichtung), Edelstahl. Vom Tank gehen Abzweigrohre zum Anschluss an das Heizsystem und den Wärmeerzeuger ab. Das Material des Tanks bestimmt maßgeblich die Lebensdauer des Wärmespeichers.
• Spiralwärmetauscher- installiert in Modellen, die an Heizsysteme mit mehreren Arten von Kühlmitteln angeschlossen sind (Wärmepumpe, Sonnenkollektoren). Hergestellt aus Edelstahl.
• Eingebauter Warmwasserspeicher- Einige Pufferspeicher erhitzen zusätzlich zur Aufrechterhaltung der Heiztemperatur des Kühlmittels im Heizsystem Wasser für die Warmwasserversorgung.

Das Gehäuse verfügt über ein Sichtfenster zur Wartung des Tanks, zur Entfernung von Kalk und Schmutz und bei Bedarf zur Durchführung von Reparaturarbeiten.

Zweck von Wärmespeichern

Der Zweck der Installation eines Speichers variiert je nach Art des Wärmeerzeugers:

Die Aufgaben und Zwecke des Einsatzes von Wärmespeichern sind unterschiedlich. In manchen Fällen ist die Installation eines Speichers eine unabdingbare Betriebsbedingung, in anderen Fällen ist es nur eine gewünschte Anforderung, die eine komfortable und wirtschaftliche Beheizung des Gebäudes gewährleistet.

Vor- und Nachteile der Pufferkapazität

Nun zu den Vorteilen der Verbindung. Es gibt mehrere davon:

• Möglichkeit des unterbrechungsfreien Betriebs von Festbrennstoffkesseln- Wenn in der Heizungsanlage kein Pufferspeicher installiert ist, beginnt das Kühlmittel sofort nach dem Ausbrennen des Brennholzes abzukühlen. Den Temperaturabfall spürt der Mensch nach etwa 3 Stunden.
  Bei Anschluss eines Wärmespeichers erfolgt die Abkühlung langsamer. Das Wasser in der Heizungsanlage bleibt ca. 5-10 Stunden heiß (je nach Volumen des Wärmespeichers).
• Wirtschaftlich – überschüssige Wärmeenergie wird gespeichert und beim Abkühlen des Kühlmittels genutzt, was die Kraftstoffkosten deutlich senkt.
• Sicherheit – Der Betrieb von Kesseln mit Gusswärmetauschern wird erleichtert. Nach dem Tank gelangt das Wasser warm in den Kessel, wodurch eine Beschädigung des Kerns durch schnelles Abkühlen verhindert wird.
• Zusätzliche Funktionen- Einige Tanks verfügen über ein Warmwasserregister. Es kommt zu einer gleichzeitigen Ansammlung des erwärmten Kühlmittels und einer Erwärmung des Warmwassers. Die Anlage kann den Warmwasserbedarf von Hausbewohnern decken, die Einkreis-Festbrennstoff- oder Elektrokessel verwenden, die nicht für die Warmwasserbereitung ausgelegt sind.

Welchen Wärmespeicher soll ich wählen?

Achten Sie bei der Auswahl auf mehrere technische Merkmale:

• Lagertankmaterial- Ein Edelstahltank ist unverhältnismäßig teuer, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Batterie Kühlmittel aus der Heizungsanlage erhält, das weniger aggressiv ist als Wasser in der Warmwasserversorgung. Eine emaillierte Beschichtung mit Glaspolymeren ist die optimale Lösung.
• Zusätzliche Funktionen- Es ist möglich, einen Tank für verschiedene Wasserverbraucher auszuwählen und Heizsysteme mit Wasser und speziellen Verbindungen als Kühlmittel (Wärmepumpe, Sonnenkollektoren) anzuschließen. Besonders hervorzuheben sind Tanks, die in der Lage sind, Wasser gleichzeitig mit der Speicherung von Wärmeenergie zu erhitzen.

So berechnen Sie die Pufferkapazität

• beheizter Bereich;
• Kesselleistung;
• Zeit der autonomen Temperaturerhaltung im Heizsystem nach dem Ausschalten des Kessels.

Um den genauen Wert zu erhalten, verwenden Sie die zweite Methode und verwenden Formeln zur Berechnung der Pufferkapazität. Bei Berechnungen werden mehrere Werte berechnet:

• Batterieakkumulationszeit oder Wassererwärmung auf eine Temperatur von 80–90 °C;
• Batterielebensdauer;
• Kesselleistung.

• Q = m × cp × (T2-T1)- Berechnungen zufolge lässt sich berechnen, wie lange es dauern wird, ausreichend Wärmeenergie anzusammeln und mögliche Verluste herauszufinden. Werte:
  • m - Kühlmittelfluss;
  • ср – spezifische Wärmekapazität;
  • T2 und T1 – die Anfangs- und Endtemperatur des Heizwassers im Tank.
  Mit der Formel wird der Wärmespeicher für einen Festbrennstoff- oder Elektrokessel berechnet.
• Berechnungen für Solarkollektoren werden etwas anders durchgeführt. Es wird die Formel Va=Szh × (Vn/Sn) verwendet. Um bei den Berechnungen nicht auf technische Details einzugehen, können Sie die folgende Tabelle verwenden:

Und schließlich ist die Kapazität der Pufferspeicher so gewählt, dass 30-50 Liter Kühlmittel pro 1 kW Kesselenergie benötigt werden.

Zur Vereinfachung der Berechnungen können Sie die folgende Tabelle verwenden:

Die Ermittlung der minimal erzeugten Wärmemenge in kW erfolgt anhand der unten beigefügten Tabellen.

Berechnungen für Elektrokessel, vorbehaltlich der Nutzung eines Nachttarifs:

Die erforderliche Mindestleistung, um einen Pufferspeicher, der an einen Festbrennstoffkessel angeschlossen ist, betriebsbereit zu halten:

Von welcher Firma soll ich einen Pufferantrieb kaufen?

Um die Auswahl der Pufferkapazität zu erleichtern, finden Sie im Folgenden eine Beschreibung der bei Privatkunden beliebtesten Modelle:

Aus der vorgestellten Liste der Wärmespeicher können Sie Geräte auswählen, die für Wohnungen jeder Größe geeignet sind und mit einem Elektro- oder Festbrennstoffkessel oder einer Wärmepumpe beheizt werden, mit oder ohne Möglichkeit der Warmwasserbereitung.

Unmittelbar nach dem Anschluss des Pufferspeichers sinken die Kraftstoffkosten um 15–30 %. Noch wichtiger ist, dass der Kessel keinen Wasserschlägen mehr ausgesetzt ist und die Erwärmung des Kühlmittels im Heizsystem gleichmäßiger wird. Der Speicher nimmt in modernen Heizsystemen einen festen Platz ein.

Beim Heizen eines Hauses kommt es oft vor, dass tagsüber zwar überschüssige Wärme erzeugt werden kann, nachts aber nicht genug davon vorhanden ist. Es gibt auch die genau umgekehrte Situation, in der es rentabler ist, nachts zu heizen. Ein Wärmespeicher zum Heizen hilft, solche Momente zu glätten. Sie müssen jedoch wissen, wie Sie es richtig auswählen, installieren und an das System anschließen. Ausführliche Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in diesem Artikel.

Wann wird ein Wärmespeicher benötigt?

Der Einbau dieses einfachen Elements des Heizsystems in Form eines isolierten Wassertanks wird in folgenden Fällen empfohlen:

• für den effizientesten Betrieb eines Festbrennstoffkessels;
• zusammen mit einem elektrischen Wärmeerzeuger, der zu einem reduzierten Nachttarif arbeitet.

Als Referenz. Es gibt auch Wasserwärmespeicher für Gewächshäuser, die zur Speicherung der tagsüber aufgenommenen Sonnenenergie dienen.

Der Betrieb von Festbrennstoffkesseln hat seine eigenen Besonderheiten. Der Wärmeerzeuger arbeitet nur bei maximalem Betrieb mit hoher Effizienz. Wenn Sie die Luftzufuhr zu ihm unterbrechen, um die Temperatur im Ofen zu senken, sinkt auch die Betriebseffizienz. Auch der Hausbesitzer macht sich große Sorgen um die Häufigkeit des Heizens, das Brennholz ist ausgebrannt – er muss neues nachladen, was mitten in der Nacht äußerst unpraktisch ist. Die Lösung ist einfach: Sie benötigen einen Speichertank, der die zuvor erzeugte Wärme speichert, um sie nach dem Ausbrennen des Brennholzes im Feuerraum zu nutzen.

Das Gegenteil ist der Fall, wenn ein Elektrokessel über einen Mehrtarifzähler an das Netz angeschlossen ist. Um Geld zu sparen, müssen Sie nachts, wenn der Tarif niedrig ist, maximal heizen und tagsüber keinen Strom verbrauchen. Und hier ermöglicht Ihnen der Wärmespeicher im Heizsystem, einen optimalen Betriebsplan für die Wärmequelle zu organisieren und das System mit Warmwasser zu versorgen, während der Wärmeerzeuger inaktiv ist.

Wichtig. Um mit einem Wärmespeicher zusammenarbeiten zu können, muss der Kessel über mindestens eineinhalb Reservewärmeleistungen verfügen. Andernfalls ist es nicht möglich, das Wasser in der Heizungsanlage und im Speicher gleichzeitig zu erwärmen.

Eine ähnliche Situation mit überschüssiger Wärme tritt in Gewächshäusern auf, die sogar tagsüber belüftet werden. Um Sonnenenergie für die Nachtnutzung zu speichern, können Sie den Boden mit dem einfachsten Wärmespeicher Lezhebok erwärmen. Hierbei handelt es sich um eine mit Wasser gefüllte schwarze Polymerhülle, die direkt über das Beet gelegt wird und verhindert, dass der Boden nachts auskühlt. Um mehr Wärme zu absorbieren, werden schwarz gestrichene Fässer mit Wasser in das Gewächshaus gestellt.

Berechnung des Wärmespeichers

Ein Behälter zur Speicherung von Wärmeenergie kann entweder fertig gekauft oder selbst hergestellt werden. Es stellt sich jedoch die logische Frage: Wie groß sollte der Tank sein? Schließlich wird ein kleiner Tank nicht den gewünschten Effekt erzielen und ein zu großer kostet einen hübschen Cent. Die Antwort auf diese Frage hilft Ihnen bei der Berechnung des Wärmespeichers. Zunächst müssen Sie jedoch die Ausgangsparameter für die Berechnungen ermitteln:

• Wärmeverlust des Hauses oder seiner Quadratmeterzahl;
• Dauer der Inaktivität der Hauptwärmequelle.

Ermitteln wir das Fassungsvermögen des Speichers am Beispiel eines Standardhauses mit einer Fläche von 100 m2, das zum Heizen eine Wärmemenge von 10 kW benötigt. Nehmen wir an, dass die Netto-Stillstandszeit des Kessels 6 Stunden beträgt und die durchschnittliche Kühlmitteltemperatur im System 60 °C beträgt. Logischerweise sollte die Batterie in der Zeit, in der das Heizgerät inaktiv ist, jede Stunde 10 kW an das System liefern, also insgesamt 10 x 6 = 60 kW. Dies ist die Energiemenge, die angesammelt werden soll.

Da die Temperatur im Tank möglichst hoch sein sollte, gehen wir für die Berechnung von einem Wert von 90 °C aus, mehr können Haushaltskessel noch nicht. Die erforderliche Kapazität eines Wärmespeichers, ausgedrückt in Wassermasse, berechnet sich wie folgt:

• m = Q / 0,0012 Δt

In dieser Formel:

• Q ist die Menge der akkumulierten Wärmeenergie, bei uns sind es 60 kW;
• 0,0012 kW / kg ºС ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser, in konventionelleren Maßeinheiten - 4,187 kJ / kg ºС;
• Δt – Differenz zwischen der maximalen Temperatur des Kühlmittels im Tank und im Heizsystem, ºС.

Der Wasserspeicher sollte also 60 / 0,0012 (90 – 60) = 1667 kg Wasser fassen, was einem Volumen von ca. 1,7 m3 entspricht. Aber es gibt einen Punkt: Die Berechnung erfolgt bei der niedrigsten Außentemperatur, was mit Ausnahme der nördlichen Regionen selten vorkommt. Darüber hinaus kühlt das Wasser im Tank nach 6 Stunden nur noch auf 60 °C ab, was bedeutet, dass der Akku ohne kaltes Wetter weiter „entladen“ werden kann, bis die Temperatur auf 40 °C sinkt. Daher die Schlussfolgerung: Für ein Haus mit einer Fläche von 100 m2 reicht ein Speicher mit einem Volumen von 1,5 m3 aus, wenn der Kessel 6 Stunden lang inaktiv ist.

Aus dem vorherigen Abschnitt folgt, dass Sie mit einem gewöhnlichen 200-Liter-Fass nicht auskommen, es sei denn, sein Fassungsvermögen beträgt mindestens einen halben Würfel. Das reicht für ein Haus mit einer Fläche von 30 m2, und selbst dann nicht lange. Um keine Zeit und Mühe zu verschwenden, müssen Sie dies tun

Aus Sicht der Platzierung im Heizraum ist es besser, einen rechteckigen Behälter herzustellen. Die Abmessungen sind beliebig, Hauptsache ihr Produkt entspricht dem berechneten Volumen. Die ideale Option ist ein Edelstahltank, aber auch normales Metall funktioniert.

Ein selbstgebauter Wärmespeicher muss oben und unten mit Rohren zum Anschluss an das System ausgestattet sein. Um zu verhindern, dass sich die Stahlwände unter Wasserdruck nach außen wölben, muss die Konstruktion mit Rippen oder Stegen verstärkt werden.

Der Batterietank muss ordnungsgemäß isoliert sein, auch von unten. Hierfür eignen sich Schaumstoffe mit einer Dichte von 15-25 kg/m3 oder Mineralwolle in Plattenform mit einer Dichte von mindestens 105 kg/m3. Die optimale Dicke der Wärmedämmschicht beträgt 100 mm. Das resultierende, mit Kühlmittel gefüllte Gerät wird ein angemessenes Gewicht haben, sodass für seine Installation ein Fundament erforderlich ist.

Beratung. Wenn Sie einen Behälter für eine Schwerkraftheizung benötigen, sollten Sie ihn selbst auf einem Metallständer installieren und nicht vergessen, den unteren Teil zu isolieren. Ziel ist es, den Tank über das Niveau der Batterien anzuheben.

Schaltplan

Nach der Installation des Tanks muss dieser korrekt an das Rohrleitungsnetz angeschlossen werden. Der gängigste Standard-Anschlussplan für einen Wärmespeicher ist in der Abbildung dargestellt:

Zur Umsetzung benötigen Sie 2 Umwälzpumpen und ebenso viele Dreiwegeventile. Pumpen sorgen für die Zirkulation in getrennten Kreisläufen und Ventile sorgen für die erforderliche Temperatur. Im Kesselkreislauf sollte die Temperatur nicht unter 55 °C fallen, um die Bildung von Kondenswasser im Festbrennstoffkessel zu vermeiden; dies geschieht durch das Ventil auf der linken Seite des Diagramms.

Das Kühlmittel in den Heizungsleitungen wird je nach Wärmebedarf erwärmt, daher erfolgt auch die Anbindung des Wärmespeichers auf der anderen Seite über die Mischeinheit. Das Ventil kann die Wassertemperatur automatisch steuern, basierend auf einem Sensor oder einem Thermostat. Im Video wird eines der Diagramme einer Heizungsanlage mit Wärmespeicher (Pufferspeicher) vorgestellt.

Abschluss

Ein Wärmespeicherbehälter kann Besitzern von Festbrennstoffkesseln das Leben erheblich erleichtern. Sie müssen sich nicht darum kümmern, nachts Treibstoff nachzuladen, was ein großes Plus ist. Und der Wärmeerzeuger selbst arbeitet sparsam und entwickelt höchste Effizienz. Bei Elektrokesseln liegen die Vorteile der Installation eines Speichertanks auf der Hand.

Oftmals können Hausbesitzer keine modernen Heizgeräte kaufen und suchen daher nach alternativen Lösungen. Nehmen Sie zum Beispiel einen Pufferspeicher (auch Wärmespeicher genannt), ein unverzichtbares Element für Heizsysteme mit einem Festbrennstoffkessel. Ein Lagertank mit einem Volumen von 500 Litern kostet etwa 600-700 USD. Das heißt, der Preis für ein Tausend-Liter-Fass erreicht 1000 USD. e. Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen einen Wärmespeicher herstellen und den Tank dann selbst im Heizraum installieren, können Sie die Hälfte der angegebenen Menge einsparen. Unsere Aufgabe ist es, über Herstellungsmethoden zu sprechen.

Wo wird ein Wärmespeicher eingesetzt und wie ist er aufgebaut?

Ein Wärmeenergiespeicher ist nichts anderes als ein isolierter Eisentank mit Rohren zum Anschluss von Wasserheizleitungen. Der Pufferspeicher erfüllt zwei Funktionen: Er speichert überschüssige Wärme und heizt das Haus in Zeiten, in denen der Kessel inaktiv ist. Der Wärmespeicher ersetzt die Heizeinheit in 2 Fällen:

1. Beim Heizen eines Hauses oder mit einem Heizkessel, der feste Brennstoffe verbrennt. Der Speicher dient zum Heizen in der Nacht, nachdem Holz oder Kohle ausgebrannt sind. Dadurch kann der Hausbesitzer in Ruhe entspannen, anstatt in den Heizraum zu rennen. Es ist bequem.
2. Wenn die Wärmequelle ein Elektrokessel ist, wird der Stromverbrauch über einen Mehrtarifzähler erfasst. Energie zum Nachttarif kostet die Hälfte, tagsüber wird die Heizung also komplett aus dem Wärmespeicher gespeist. Es ist wirtschaftlich.

Wichtiger Punkt. Ein Warmwasserspeicher erhöht die Effizienz eines Festbrennstoffkessels. Denn die maximale Effizienz eines Wärmeerzeugers wird durch eine intensive Verbrennung erreicht, die ohne einen Pufferspeicher, der überschüssige Wärme aufnimmt, nicht dauerhaft aufrechterhalten werden kann. Je effizienter Holz verbrannt wird, desto weniger wird es verbraucht. Dies gilt auch für einen Gaskessel, dessen Effizienz bei niedrigen Verbrennungsmodi abnimmt.

Ein mit Kühlmittel gefüllter Speichertank funktioniert nach einem einfachen Prinzip. Während der Wärmeerzeuger die Räume heizt, wird das Wasser im Tank auf eine maximale Temperatur von 80-90 °C erhitzt (der Wärmespeicher wird aufgeladen). Nach dem Abschalten des Kessels beginnt heißes Kühlmittel aus dem Speicher zu den Heizkörpern zu fließen und sorgt so für eine gewisse Zeit für Wärme im Haus (die Wärmebatterie wird entladen). Die Betriebsdauer hängt vom Tankvolumen und der Außenlufttemperatur ab.

Der einfachste werkseitig hergestellte Wasserspeicher (siehe Abbildung) besteht aus folgenden Elementen:

• Der Haupttank hat eine zylindrische Form und besteht aus Kohlenstoff- oder Edelstahl.
• Wärmedämmschicht 50-100 mm dick, je nach verwendeter Dämmung;
• Außenhaut – dünne lackierte Metall- oder Polymerabdeckung;
• in den Hauptbehälter eingelassene Anschlussarmaturen;
• Tauchhülsen zum Einbau eines Thermometers und Manometers.

Notiz. Teurere Modelle von Wärmespeichern für Heizsysteme sind zusätzlich mit Spulen für die Warmwasserbereitung und Erwärmung durch Sonnenkollektoren ausgestattet. Eine weitere nützliche Option ist ein Block elektrischer Heizelemente, der im oberen Bereich des Tanks eingebaut ist.

Fabrikproduktion von Wärmespeichergeräten

Wenn Sie sich ernsthaft Gedanken über den Einbau eines Wärmespeichers machen und sich dazu entschließen, ihn selbst herzustellen, sollten Sie sich zunächst mit der Technik der Werksmontage vertraut machen.

Es ist unrealistisch, den technologischen Prozess in einer Heimwerkstatt zu wiederholen, aber einige Techniken werden für Sie nützlich sein. Im Unternehmen wird der Warmwasserspeicher in Form eines Zylinders mit halbkugelförmigem Boden und Deckel in der folgenden Reihenfolge hergestellt:

1. 3 mm dickes Blech wird einer Plasmaschneidemaschine zugeführt, wo daraus Zuschnitte für Endkappen, Gehäuse, Luke und Ständer hergestellt werden.
2. Die Drehmaschine fertigt Hauptarmaturen mit einem Durchmesser von 40 oder 50 mm (1,5- und 2-Zoll-Gewinde) und Tauchhülsen für Steuergeräte. Dort wird auch ein großer, ca. 20 cm großer Flansch für die Revisionsluke bearbeitet, an dem ein Rohr zum Einführen in die Karosserie angeschweißt ist.
3. Der Karosserierohling (die sogenannte Schale) in Form eines Blechs mit Löchern für Beschläge wird zu Rollen geführt, die ihn auf einen bestimmten Radius biegen. Um einen zylindrischen Behälter für Wasser zu erhalten, müssen nur noch die Enden des Werkstücks stumpf verschweißt werden.
4. Eine hydraulische Presse presst halbkugelförmige Kappen aus flachen Metallkreisen.
5. Der nächste Arbeitsgang ist das Schweißen. Die Reihenfolge ist wie folgt: Zuerst wird der Korpus mit Heftzwecken verschweißt, dann werden die Deckel darauf geheftet, dann werden alle Nähte vollständig verschweißt. Am Ende sind Beschläge und eine Revisionsluke angebracht.
6. Der fertige Lagertank wird an den Ständer geschweißt und anschließend zwei Durchlässigkeitstests unterzogen – Luft und Hydraulik. Letzteres wird mit einem Druck von 8 bar hergestellt, der Test dauert 24 Stunden.
7. Der getestete Tank ist lackiert und mit mindestens 50 mm dicken Basaltfasern isoliert. Die Oberseite des Behälters ist mit dünnem Stahlblech mit farbiger Polymerbeschichtung ummantelt oder mit einer dicken Abdeckung abgedeckt.

Referenz. Um den Tank zu isolieren, verwenden Hersteller unterschiedliche Materialien. Beispielsweise sind in Russland hergestellte Prometheus-Wärmespeicher mit Polyurethanschaum isoliert.

Die meisten werksseitigen Wärmespeicher sind für einen maximalen Druck von 6 Bar bei einer Kühlmitteltemperatur im Heizsystem von 90 °C ausgelegt. Dieser Wert ist doppelt so hoch wie die Ansprechschwelle des in der Sicherheitsgruppe von Festbrennstoff- und Gaskesseln installierten Sicherheitsventils (Grenzwert - 3 Bar). Der Produktionsprozess wird im Video im Detail gezeigt:

Wir stellen selbst eine Wärmebatterie her

Sie haben entschieden, dass Sie auf einen Pufferspeicher nicht verzichten können und möchten ihn selbst herstellen. Dann machen Sie sich bereit für die 5 Phasen:

1. Berechnung des Volumens des Wärmespeichers.
2. Auswahl eines geeigneten Designs.
3. Auswahl und Vorbereitung von Materialien.
4. Montage und Dichtheitsprüfung.
5. Installation des Tanks und Anschluss an das Wasserheizsystem.

Beratung. Überlegen Sie vor der Berechnung des Fassvolumens, wie viel Platz Sie im Heizraum dafür zur Verfügung haben (in Bezug auf Fläche und Höhe). Entscheiden Sie klar, wie lange der Wasserwärmespeicher den inaktiven Kessel ersetzen soll, und fahren Sie erst dann mit der ersten Stufe fort.

So berechnen Sie das Tankvolumen

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Fassungsvermögen eines Lagertanks zu berechnen:

• vereinfacht, von Herstellern angeboten;
• genau, durchgeführt nach der Formel für die Wärmekapazität von Wasser.

Der Kern der erweiterten Berechnung ist einfach: Für jedes kW Kesselleistung wird im Tank ein Volumen von 25 Litern Wasser bereitgestellt. Beispiel: Wenn die Produktivität des Wärmeerzeugers 25 kW beträgt, beträgt die Mindestkapazität des Wärmespeichers 25 x 25 = 625 l oder 0,625 m³. Denken Sie nun daran, wie viel Platz im Heizraum vorgesehen ist, und passen Sie das resultierende Volumen an die tatsächliche Größe des Raums an.

Referenz. Wer einen selbstgebauten Wärmespeicher schweißen möchte, fragt sich oft, wie man das Volumen eines runden Fasses berechnet. Hier lohnt es sich, sich an die Formel zur Berechnung der Kreisfläche zu erinnern: S = ¼πD². Setzen Sie den Durchmesser des zylindrischen Tanks (D) ein und multiplizieren Sie das resultierende Ergebnis mit der Höhe des Tanks.

Genauere Abmessungen des Wärmespeichers erhalten Sie, wenn Sie die zweite Methode anwenden. Denn wie lange die berechnete Kühlmittelmenge unter ungünstigsten Witterungsbedingungen ausreicht, lässt sich mit einer vereinfachten Berechnung nicht erkennen. Die vorgeschlagene Methode basiert auf den von Ihnen benötigten Indikatoren und basiert auf der Formel:

m = Q / 1,163 x Δt

• Q ist die Wärmemenge, die in der Batterie gespeichert werden muss, kWh;
• m – geschätzte Masse des Kühlmittels im Tank, Tonnen;
• Δt – Differenz der Wassertemperaturen zu Beginn und am Ende der Erwärmung;
• 1,163 Wh/kg °C ist die Referenzwärmekapazität von Wasser.

Lassen Sie uns das anhand eines Beispiels näher erläutern. Nehmen wir ein Standardhaus von 100 m² mit einem durchschnittlichen Wärmeverbrauch von 10 kW, bei dem der Heizkessel 10 Stunden am Tag stillstehen muss. Dann gilt es, 10 x 10 = 100 kWh Energie im Fass zu akkumulieren. Die anfängliche Wassertemperatur im Wärmenetz beträgt 20 °C, die Erwärmung erfolgt auf bis zu 90 °C. Wir berechnen die Masse des Kühlmittels:

m = 100 / 1,163 x (90 - 20) = 1,22 Tonnen, also etwa 1,25 m³.

Bitte beachten Sie, dass von einer Heizlast von ca. 10 kW ausgegangen wird, bei einem isolierten Gebäude mit einer Fläche von 100 m² ist der Wärmeverlust geringer. Punkt zwei: An den kältesten Tagen wird so viel Wärme benötigt, dass es im ganzen Winter fünf davon gibt. Das heißt, ein Wärmespeicher für 1000 Liter reicht mit großem Spielraum aus und unter Berücksichtigung des jahreszeitlichen Temperaturunterschieds kann man problemlos innerhalb von 750 Litern bleiben.

Daher die Schlussfolgerung: In der Formel müssen Sie den durchschnittlichen Wärmeverbrauch für die Kälteperiode ersetzen, der der Hälfte des Maximums entspricht:

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

Notiz. Wenn Sie das Fassvolumen anhand des durchschnittlichen Wärmeverbrauchs berechnen, reicht es bei starkem Frost nicht für den berechneten Zeitraum (in unserem Beispiel 10 Stunden) aus. Aber Sie sparen Geld und Platz im Ofenraum. Weitere Informationen zur Durchführung von Zahlungen finden Sie in.

Über das Design des Containers

Um Ihren eigenen Wärmespeicher herzustellen, müssen Sie einen heimtückischen Feind besiegen – den Druck, den die Flüssigkeit auf die Gefäßwände ausübt. Denken Sie, warum Fabriktanks zylindrisch sind und der Boden und der Deckel halbkugelförmig sind? Ja, denn ein solcher Behälter hält dem Druck von heißem Wasser ohne zusätzliche Verstärkung stand.

Andererseits verfügen nur wenige Menschen über die technische Fähigkeit, Metall auf Walzen zu formen, ganz zu schweigen vom Zeichnen halbkreisförmiger Teile. Wir bieten die folgenden Möglichkeiten zur Lösung des Problems an:

1. Bestellen Sie einen runden Innentank bei einem metallverarbeitenden Betrieb und führen Sie die Isolierung und die abschließenden Montagearbeiten selbst durch. Es kostet immer noch weniger als der Kauf eines werkseitig montierten Wärmespeichers.
2. Nehmen Sie einen fertigen zylindrischen Tank und bauen Sie auf dessen Boden einen Puffertank. Wo man solche Panzer bekommt, verraten wir euch im nächsten Abschnitt.
3. Schweißen Sie einen rechteckigen Wärmespeicher aus Eisenblech und verstärken Sie seine Wände.

Beratung. In einem geschlossenen Heizsystem mit einem Festbrennstoffkessel, in dem der Überdruck auf 3 Bar oder mehr steigen kann, wird dringend empfohlen, einen zylindrischen Wärmespeicher zu verwenden.

In einem offenen Heizsystem ohne Wasserdruck können Sie einen rechteckigen Tank verwenden. Vergessen Sie jedoch nicht den hydrostatischen Druck des Kühlmittels auf die Wände; addieren Sie dazu die Höhe der Wassersäule vom Behälter bis zum am höchsten Punkt installierten Ausgleichsbehälter. Deshalb sollten die flachen Wände eines selbstgebauten Wärmespeichers verstärkt werden, wie in der Zeichnung eines Tanks mit 500 Litern Fassungsvermögen dargestellt.

Ein entsprechend verstärkter rechteckiger Speicher kann auch in einem geschlossenen Heizsystem eingesetzt werden. Im Falle eines Notfalldruckanstiegs aufgrund einer Überhitzung des TT-Kessels wird der Tank jedoch mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % undicht sein, obwohl Sie möglicherweise keinen kleinen Riss unter der Isolierschicht bemerken. Sehen Sie sich das Video an, um zu sehen, wie sich das unverstärkte Metall des Gefäßes ausbeult, wenn es mit Wasser gefüllt wird:

Referenz. Es macht keinen Sinn, Versteifungen aus Ecken, Kanälen und anderem Walzblech direkt an die Wände zu schweißen. Die Praxis zeigt, dass die Druckkraft die Ecken eines kleinen Abschnitts mit der Wand verbiegt und große an den Kanten abreißt.

Einen leistungsstarken Rahmen von außen herzustellen ist unpraktisch, der Materialverbrauch ist zu hoch. Eine Kompromissmöglichkeit sind die in der Zeichnung eines selbstgebauten Wärmespeichers dargestellten inneren Abstandshalter.

Auswahl der Materialien für den Tank

Sie werden Ihre Aufgabe erheblich erleichtern, wenn Sie einen fertigen zylindrischen Tank finden, der zunächst für einen Druck von 3–6 bar ausgelegt ist. Welche Behälter können verwendet werden:

• Propanflaschen unterschiedlicher Kapazität;
• ausrangierte Prozesstanks, zum Beispiel Sammelbehälter von Industriekompressoren;
• Empfänger aus Eisenbahnwaggons;
• alte Eisenkessel;
• Innentanks von Behältern zur Lagerung von flüssigem Stickstoff aus Edelstahl.

Notiz. Im Extremfall genügt ein Stahlrohr mit passendem Durchmesser. Daran können flache Abdeckungen angeschweißt werden, die mit Innenstreben verstärkt werden müssen.

Um einen quadratischen Tank zu schweißen, nehmen Sie 3 mm dickes Blech, mehr wird nicht benötigt. Steifungen aus Rundrohren Ø15-20 mm oder Profilen 20 x 20 mm herstellen. Wählen Sie die Größe der Fittings entsprechend dem Durchmesser der Kesselauslassrohre und kaufen Sie für die Verkleidung dünnen Stahl (0,3–0,5 mm) mit Pulverbeschichtung.

Eine separate Frage ist, wie man einen selbst geschweißten Wärmespeicher isoliert. Die beste Option ist Basaltwolle in Rollen mit einer Dichte von bis zu 60 kg/m³ und einer Dicke von 60-80 mm. Polymere wie Polystyrolschaum oder extrudierter Polystyrolschaum sollten nicht verwendet werden. Der Grund dafür sind wärmeliebende Mäuse, die sich im Herbst leicht unter der Auskleidung Ihres Vorratsbehälters festsetzen können. Im Gegensatz zu Polymerisolierungen kauen sie keine Basaltfasern.

Nun zeigen wir Ihnen weitere Optionen für Fertiggefäße auf, deren Verwendung für Wärmespeicher nicht empfohlen wird:

1. Ein improvisierter Panzer aus einem Eurocube. Solche Kunststoffbehälter sind für eine maximale Inhaltstemperatur von 70 °C ausgelegt, wir benötigen jedoch 90 °C.
2. Wärmespeicher aus einem Eisenfass. Kontraindikationen: dünne Metall- und flache Tankdeckel. Anstatt ein solches Fass zu verstärken, ist es einfacher, ein gutes Stahlrohr zu nehmen.

Montage eines rechteckigen Wärmespeichers

Wir möchten Sie gleich warnen: Wenn Sie über mittelmäßige Schweißkenntnisse verfügen, ist es besser, die Fertigung des Tanks extern nach Ihren Zeichnungen in Auftrag zu geben. Die Qualität und Dichtheit der Nähte ist von großer Bedeutung, da bei der kleinsten Undichtigkeit der Vorratsbehälter undicht wird.

Für einen guten Schweißer wird es hier keine Probleme geben, Sie müssen nur die Reihenfolge der Vorgänge verstehen:

1. Schneiden Sie die Metallzuschnitte zu und schweißen Sie den Körper ohne Boden und Deckel mit Nägeln zusammen. Verwenden Sie zum Befestigen der Bleche Klammern und einen Winkel.
2. Schneiden Sie Löcher für die Versteifungen in die Seitenwände. Führen Sie die vorbereiteten Rohre hinein und verbrühen Sie deren Enden von außen.
3. Fassen Sie den Boden und den Deckel des Tanks an. Schneiden Sie Löcher hinein und wiederholen Sie den Vorgang mit der Installation der Innenstreben.
4. Wenn alle gegenüberliegenden Wände des Behälters sicher miteinander verbunden sind, beginnen Sie mit dem kontinuierlichen Schweißen aller Nähte.
5. Installieren Sie Stützen aus Rohrabschnitten am Boden des Tanks.
6. Setzen Sie die Beschläge in einem Abstand von weniger als 10 cm von Boden und Deckel ein, wie im Foto unten gezeigt.
7. Schweißen Sie an den Wänden Metallklammern an, die als Halterungen für die Befestigung des Isoliermaterials und der Ummantelung dienen.

Ratschläge zur Installation interner Streben. Um sicherzustellen, dass die Wände des Wärmespeichers einer Biegung wirksam widerstehen und nicht durch Schweißen brechen, verlängern Sie die Enden der Dehnungsstreifen um 50 mm nach außen. Dann schweißen Sie zusätzlich Versteifungen aus einem Stahlblech oder -band daran an. Machen Sie sich über das Aussehen keine Sorgen, die Enden der Rohre werden dann unter der Verkleidung verborgen.

Ein paar Worte zur Isolierung eines Wärmespeichers. Überprüfen Sie es zunächst auf Undichtigkeiten, indem Sie es mit Wasser füllen oder alle Nähte mit Kerosin schmieren. Wärmedämmung ist ganz einfach:

• Alle Oberflächen reinigen und entfetten, Grundierung und Farbe auftragen, um sie vor Korrosion zu schützen.
• Wickeln Sie den Tank mit Isolierung ein, ohne ihn zu quetschen, und befestigen Sie ihn dann mit einer Schnur.
• Schneiden Sie das Verkleidungsmetall ab und bohren Sie Löcher für die Rohre hinein.
• Schrauben Sie das Gehäuse mit selbstschneidenden Schrauben an die Halterungen.

Verschrauben Sie die Verkleidungsbleche so, dass sie mit Verbindungselementen miteinander verbunden sind. Damit ist die Herstellung eines selbstgebauten Wärmespeichers für ein offenes Heizsystem abgeschlossen.

Installation und Anschluss des Tanks an die Heizung

Wenn das Volumen Ihres Wärmespeichers 500 Liter übersteigt, ist es nicht ratsam, ihn auf einen Betonboden zu stellen; es ist besser, ein separates Fundament zu errichten. Bauen Sie dazu den Estrich ab und graben Sie ein Loch in eine dichte Erdschicht. Dann füllen Sie es mit gebrochenem Stein (Schutt), verdichten Sie es und füllen Sie es mit flüssigem Ton. Darauf eine 150 mm dicke Stahlbetonplatte in Holzschalung gießen.

Der ordnungsgemäße Betrieb eines Wärmespeichers basiert auf der horizontalen Bewegung der heißen und gekühlten Strömung im Tank beim „Laden“ der Batterie und der vertikalen Wasserströmung beim „Entladen“. Um einen solchen Batteriebetrieb zu organisieren, müssen Sie die folgenden Schritte ausführen:

• der Kreislauf eines Festbrennstoffkessels oder eines anderen Kessels ist über eine Umwälzpumpe mit einem Wasserspeichertank verbunden;
• Die Versorgung des Heizsystems mit Kühlmittel erfolgt über eine separate Pumpen- und Mischeinheit mit Dreiwegeventil, wodurch Sie die erforderliche Wassermenge aus der Batterie entnehmen können.
• Die im Kesselkreislauf installierte Pumpe sollte in ihrer Leistung der Einheit, die die Heizgeräte mit Kühlmittel versorgt, nicht unterlegen sein.

Der Standard-Anschlussplan für einen Wärmespeicher mit TT-Kessel ist oben in der Abbildung dargestellt. Das Ausgleichsventil an der Rücklaufleitung dient zur Regulierung des Kühlmittelflusses basierend auf der Wassertemperatur am Ein- und Auslass des Tanks. Unser Experte Vladimir Sukhorukov erklärt Ihnen in seinem Video, wie Sie die Gurte richtig anschnallen und aufbauen:

Referenz. Wenn Sie in der Hauptstadt der Russischen Föderation oder in der Region Moskau wohnen, können Sie sich bezüglich des Anschlusses von Wärmespeichern persönlich an Vladimir wenden, indem Sie die Kontaktinformationen auf seiner offiziellen Website verwenden.

Budget-Lagertank aus Zylindern

Für Hausbesitzer, deren Heizraumfläche sehr begrenzt ist, empfehlen wir die Herstellung eines zylindrischen Wärmespeichers aus Propanflaschen.

Das von einem anderen unserer Meister entwickelte 100-l-Design soll drei Funktionen erfüllen:

• Entladen Sie den Festbrennstoffkessel bei Überhitzung und nehmen Sie überschüssige Wärme auf.
• Warmwasser für den Haushaltsbedarf;
• Sorgen Sie für eine Beheizung des Hauses für 1-2 Stunden, falls der TT-Kessel ausgeht.

Notiz. Die Batterielebensdauer des Wärmespeichers ist aufgrund seines geringen Volumens kurz. Es passt aber in jeden Heizraum und kann nach einem Stromausfall die Wärme aus dem Kessel abführen, da es direkt und ohne Pumpe angeschlossen wird.

Für den Zusammenbau des Lagertanks benötigen Sie:

• 2 Standard-Propanflaschen;
• mindestens 10 m Kupferrohr Ø12 mm oder rostfreies Wellrohr mit gleichem Durchmesser;
• Armaturen und Hülsen für Thermometer;
• Isolierung – Basaltwolle;
• lackiertes Metall zur Verkleidung.

Sie müssen die Ventile von den Zylindern abschrauben, die Kappen mit einer Mühle abschneiden und sie mit Wasser füllen, um zu verhindern, dass das restliche Gas explodiert. Wir biegen das Kupferrohr vorsichtig zu einer Spule um ein anderes Rohr mit geeignetem Durchmesser. Dann gehen wir so vor:

1. Bohren Sie anhand der vorgelegten Zeichnung Löcher in den zukünftigen Wärmespeicher für Rohre und Muffen für Thermometer.
2. Zur Befestigung des Warmwasser-Wärmetauschers mehrere Metallklammern in die Zylinder einschweißen.
3. Legen Sie die Zylinder übereinander und schweißen Sie sie zusammen.
4. Installieren Sie eine Spule im resultierenden Tank und lassen Sie die Enden des Rohrs durch die Löcher frei. Verwenden Sie Stopfbuchspackungen, um diese Bereiche abzudichten.
5. Befestigen Sie Boden und Deckel.
6. Setzen Sie eine Entlüftungsöffnung in den Deckel und ein Ablassventil in den Boden ein.
7. Schweißen Sie die Halterungen, um das Gehäuse zu befestigen. Machen Sie sie unterschiedlich lang, damit das fertige Produkt eine rechteckige Form hat. Das Biegen der Verkleidung im Halbkreis ist unpraktisch und ästhetisch nicht ansprechend.
8. Isolieren Sie den Tank und befestigen Sie das Gehäuse mit selbstschneidenden Schrauben.

Das Konstruktionsmerkmal dieses Wärmespeichers besteht darin, dass er ohne Umwälzpumpe direkt an einen Festbrennstoffkessel angeschlossen wird. Daher werden zum Verbinden Stahlrohre Ø50 mm verwendet, die mit Gefälle verlegt werden, das Kühlmittel zirkuliert durch die Schwerkraft. Um die Heizkörper mit Wasser zu versorgen, ist nach dem Pufferspeicher eine Pumpe + Dreiwege-Mischventil installiert.

Abschluss

In vielen Internetquellen heißt es, dass die Herstellung eines Wärmespeichers mit eigenen Händen ein Kinderspiel sei. Wenn Sie unser Material studieren, werden Sie verstehen, dass solche Aussagen weit von der Realität entfernt sind; tatsächlich handelt es sich um ein recht komplexes und ernstes Problem. Man kann nicht einfach ein Fass nehmen und es an einen Festbrennstoffkessel anschließen. Daher der Rat: Denken Sie sorgfältig über alle Nuancen nach, bevor Sie mit der Arbeit beginnen. Und ohne die Qualifikation eines Schweißers lohnt sich die Übernahme eines Pufferspeichers nicht, besser ist es, ihn in einer Fachwerkstatt zu bestellen.

Wärmespeicher für Heizkessel

Wir setzen unsere Artikelserie mit einem Thema fort, das für diejenigen von Interesse sein wird, die ihre Häuser mit Festbrennstoffkesseln heizen. Wir informieren Sie über einen Wärmespeicher für Heizkessel (HS) mit Festbrennstoff. Dies ist ein wirklich notwendiges Gerät, mit dem Sie den Betrieb des Kreislaufs ausgleichen, Temperaturänderungen im Kühlmittel ausgleichen und außerdem Geld sparen können. Wir weisen gleich darauf hin, dass ein Wärmespeicher für Elektroheizkessel nur dann zum Einsatz kommt, wenn das Haus über einen Stromzähler mit getrennter Berechnung von Nacht- und Tagesenergie verfügt. Ansonsten macht der Einbau eines Wärmespeichers für Gasheizkessel keinen Sinn.

Wie funktioniert eine Heizungsanlage mit Wärmespeicher?

Ein Wärmespeicher für Heizkessel ist ein Teil des Heizsystems, der dazu dient, die Zeit zwischen der Beladung des Kessels mit festem Brennstoff zu verlängern. Es handelt sich um ein Reservoir, zu dem es keinen Luftzugang gibt. Es ist isoliert und hat ein ziemlich großes Volumen. Zum Heizen befindet sich im Wärmespeicher immer Wasser, das im gesamten Kreislauf zirkuliert. Natürlich kann auch eine nicht gefrierende Flüssigkeit als Kühlmittel verwendet werden, wird jedoch aufgrund der hohen Kosten in Kreisläufen mit TA nicht verwendet.

Darüber hinaus macht es keinen Sinn, eine Heizungsanlage mit Wärmespeicher mit Frostschutzmittel zu füllen, da solche Tanks in Wohngebäuden aufgestellt werden. Und der Kern ihrer Verwendung besteht darin, sicherzustellen, dass die Temperatur im Kreislauf immer stabil ist und daher das Wasser im System warm ist. Der Einsatz eines großen Wärmespeichers zum Heizen in provisorischen Landhäusern ist unpraktisch und ein kleiner Speicher nützt wenig. Dies ist auf das Funktionsprinzip des Wärmespeichers für die Heizungsanlage zurückzuführen.

• TA befindet sich zwischen Kessel und Heizsystem. Wenn der Kessel das Kühlmittel erhitzt, gelangt es in den Wärmetauscher;
• dann fließt das Wasser durch Rohre zu den Heizkörpern;
• Der Rücklauf fließt zurück zum TA und dann direkt zum Kessel.

Obwohl der Wärmespeicher für das Heizsystem aufgrund seiner Größe ein einzelner Behälter ist, sind die Strömungsrichtungen oben und unten unterschiedlich.

Damit der TA seine Hauptfunktion der Wärmespeicherung erfüllen kann, müssen diese Ströme gemischt werden. Die Schwierigkeit besteht darin, dass hohe Temperaturen immer steigen und Kälte tendenziell sinkt. Es müssen solche Bedingungen geschaffen werden, damit ein Teil der Wärme auf den Boden des Wärmespeichers im Heizsystem sinkt und das Rücklaufkühlmittel erwärmt. Wenn die Temperatur im gesamten Tank ausgeglichen ist, gilt er als vollständig geladen.

Nachdem der Kessel alles, was in ihn geladen wurde, durchgebrannt hat, hört er auf zu arbeiten und der TA kommt ins Spiel. Die Zirkulation läuft weiter und es gibt seine Wärme nach und nach über die Heizkörper an den Raum ab. Dies alles geschieht so lange, bis die nächste Brennstoffportion wieder in den Kessel gelangt.

Ist der Wärmespeicher zum Heizen klein, reicht seine Reserve nur für kurze Zeit, während die Aufheizzeit der Batterien zunimmt, da das Kühlmittelvolumen im Kreislauf größer geworden ist. Nachteile der Nutzung für vorübergehende Aufenthalte:

• die Aufwärmzeit des Raumes verlängert sich;
• größeres Volumen des Kreislaufs, was das Befüllen mit Frostschutzmittel teurer macht;
• höhere Installationskosten.

Wie Sie wissen, ist es gelinde gesagt mühsam, das System jedes Mal zu füllen und das Wasser abzulassen, wenn Sie in Ihrer Datscha ankommen. Wenn man bedenkt, dass der Tank allein 300 Liter fassen wird, macht es keinen Sinn, solche Maßnahmen nur für ein paar Tage in der Woche zu ergreifen.

Im Tank sind zusätzliche Kreisläufe eingebaut – das sind Metallspiralrohre. Die Flüssigkeit in einer Spirale hat keinen direkten Kontakt mit dem Kühlmittel im Wärmespeicher zur Beheizung des Hauses. Dies könnten Konturen sein:

• Niedertemperaturheizung (warmer Boden).

So kann selbst der primitivste Einkreiskessel oder sogar Ofen zu einer Universalheizung werden. Es versorgt das gesamte Haus gleichzeitig mit der nötigen Wärme und Warmwasser. Dadurch wird die Leistung des Heizgeräts voll ausgenutzt.

Bei Serienmodellen, die unter Produktionsbedingungen hergestellt werden, sind zusätzliche Heizquellen eingebaut. Dies sind ebenfalls Spiralen, nur werden sie elektrische Heizelemente genannt. Oft gibt es mehrere davon und sie können aus unterschiedlichen Quellen arbeiten:

• Schaltkreis;
• Sonnenkollektoren.

Eine solche Heizung ist eine zusätzliche Option und nicht zwingend erforderlich; bedenken Sie dies, wenn Sie sich entscheiden, einen Wärmespeicher zum Heizen mit Ihren eigenen Händen herzustellen.

Schaltpläne für Wärmespeicher

Wir wagen es vorzuschlagen, dass Sie sich, wenn Sie an diesem Artikel interessiert sind, höchstwahrscheinlich dafür entschieden haben, einen Wärmespeicher zum Heizen und dessen Verkabelung mit Ihren eigenen Händen herzustellen. Sie können sich viele Verbindungsschemata ausdenken, Hauptsache, alles funktioniert. Wenn Sie die in der Schaltung ablaufenden Prozesse richtig verstehen, können Sie experimentieren. Wie Sie den TA an den Kessel anschließen, wirkt sich auf den Betrieb des gesamten Systems aus. Schauen wir uns zunächst das einfachste Heizschema mit einem Wärmespeicher an.

Ein einfaches TA-Umreifungsschema

In der Abbildung sehen Sie die Bewegungsrichtung des Kühlmittels. Bitte beachten Sie, dass eine Aufwärtsbewegung verboten ist. Um dies zu verhindern, muss die Pumpe zwischen Heizelement und Kessel eine größere Menge Kühlmittel pumpen als die, die vor dem Tank steht. Nur in diesem Fall wird eine ausreichende Anziehungskraft erzeugt, die einen Teil der Wärme aus dem Vorrat abführt. Der Nachteil dieses Anschlussschemas ist die lange Aufheizzeit des Stromkreises. Um es zu reduzieren, müssen Sie einen Kesselheizring erstellen. Sie können es im folgenden Diagramm sehen.

Schema der Rohrleitung TA mit Kesselheizkreis

Das Wesen des Heizkreislaufs besteht darin, dass der Thermostat kein Wasser aus dem Heizgerät hinzufügt, bis der Kessel es auf das eingestellte Niveau erwärmt. Wenn der Kessel aufgewärmt ist, gelangt ein Teil des Vorrats in den TA, ein Teil vermischt sich mit Kühlmittel aus dem Vorratsbehälter und gelangt in den Kessel. Somit arbeitet die Heizung immer mit einer bereits erhitzten Flüssigkeit, was ihre Effizienz und die Aufheizzeit des Kreislaufs erhöht. Das heißt, die Batterien werden schneller warm.

Mit dieser Methode zur Installation eines Wärmespeichers in einem Heizsystem können Sie den Kreislauf im autonomen Modus verwenden, wenn die Pumpe nicht funktioniert. Bitte beachten Sie, dass das Diagramm nur die Verbindungspunkte der Heizeinheit zum Kessel zeigt. Das Kühlmittel zirkuliert auf einem anderen Weg zu den Kühlern, der auch den Wärmetauscher durchläuft. Durch das Vorhandensein von zwei Bypässen sind Sie gleich doppelt auf der sicheren Seite:

• Das Rückschlagventil wird aktiviert, wenn die Pumpe gestoppt und der Kugelhahn am unteren Bypass geschlossen ist.
• Wenn die Pumpe stoppt und das Rückschlagventil kaputt geht, erfolgt die Zirkulation über den unteren Bypass.

Grundsätzlich können bei diesem Entwurf einige Vereinfachungen vorgenommen werden. Da das Rückschlagventil einen hohen Strömungswiderstand aufweist, kann es vom Kreislauf ausgeschlossen werden.

TA-Rohrleitungsdiagramm ohne Rückschlagventil für ein Schwerkraftsystem

Wenn in diesem Fall das Licht ausgeht, müssen Sie den Kugelhahn manuell öffnen. Es sollte gesagt werden, dass bei einer solchen Anordnung der TA über dem Niveau der Heizkörper liegen muss. Wenn Sie keinen Schwerkraftbetrieb des Systems planen, kann der Anschluss des Heizsystems an den Wärmespeicher gemäß dem unten dargestellten Diagramm erfolgen.

TA-Rohrleitungsplan für einen Kreislauf mit Zwangsumlauf

Im TA wird die richtige Bewegung des Wassers erzeugt, wodurch es von oben beginnend Kugel für Kugel erhitzt werden kann. Es stellt sich möglicherweise die Frage: Was tun, wenn kein Licht vorhanden ist? Wir haben darüber in einem Artikel darüber gesprochen . Es wird wirtschaftlicher und bequemer sein. Denn Schwerkraftkonturen bestehen aus Rohren mit großem Querschnitt und zudem müssen nicht immer günstige Steigungen beachtet werden. Wenn Sie den Preis für Rohre und Formstücke berechnen, alle Unannehmlichkeiten bei der Installation abwägen und alles mit dem Preis einer USV vergleichen, dann wird die Idee, eine alternative Stromquelle zu installieren, sehr attraktiv.

Berechnung des Wärmespeichervolumens

Wärmespeichervolumen zum Heizen

Wie wir bereits erwähnt haben, ist es nicht ratsam, kleinvolumige TAs zu verwenden, und auch zu große Tanks sind nicht immer geeignet. Es stellte sich also die Frage, wie das erforderliche TA-Volumen berechnet werden kann. Ich möchte wirklich eine konkrete Antwort geben, aber leider kann es keine geben. Zwar gibt es noch eine ungefähre Berechnung eines Wärmespeichers zum Heizen. Nehmen wir an, Sie wissen nicht, welchen Wärmeverlust Ihr Haus hat und können beispielsweise nicht herausfinden, ob es noch nicht gebaut wurde. Um den Wärmeverlust zu reduzieren, benötigen Sie übrigens . Sie können einen Tank anhand von zwei Werten auswählen:

• Bereich des beheizten Raumes;
• Kesselleistung.

Methoden zur Berechnung des Volumens von Heizgeräten: Raumfläche x 4 oder Kesselleistung x 25.

Es sind diese beiden Eigenschaften, die entscheidend sind. Verschiedene Quellen bieten ihre eigene Berechnungsmethode an, tatsächlich sind diese beiden Methoden jedoch eng miteinander verbunden. Angenommen, wir beschließen, das Volumen eines Wärmespeichers zum Heizen anhand der Raumfläche zu berechnen. Dazu müssen Sie die Quadratmeterzahl des beheizten Raums mit vier multiplizieren. Wenn wir beispielsweise ein kleines Haus mit 100 Quadratmetern haben, benötigen wir einen Tank mit 400 Litern. Dieses Volumen ermöglicht eine Reduzierung der Kessellast auf zweimal täglich.

Zweifellos gibt es auch Pyrolysekessel, denen zweimal täglich Brennstoff zugeführt wird, nur ist in diesem Fall das Funktionsprinzip etwas anders:

• der Kraftstoff flammt auf;
• die Luftzufuhr nimmt ab;
• der Schwelvorgang beginnt.

In diesem Fall beginnt beim Aufflammen des Kraftstoffs die Temperatur im Kreislauf schnell anzusteigen, und durch das Schwelen bleibt das Wasser warm. Bei diesem Schwelvorgang verschwindet viel Energie im Rohr. Wenn außerdem ein Festbrennstoffkessel mit einem undichten Heizsystem zusammenarbeitet, kocht das Ausdehnungsgefäß bei Spitzentemperaturen manchmal. Wasser beginnt darin buchstäblich zu kochen. Wenn die Rohre aus Polymeren bestehen, ist dies für sie einfach zerstörerisch.

In einem der Artikel über TA heißt es, dass es einen Teil der Wärme abführt und der Tank erst dann kochen kann, wenn der Tank vollständig aufgeladen ist. Das heißt, dass die Möglichkeit des Siedens bei der richtigen TA-Menge gegen Null geht.

Versuchen wir nun, das Volumen des Heizgeräts anhand der Kilowattzahl des Heizgeräts zu berechnen. Dieser Indikator wird übrigens anhand der Quadratmeterzahl des Raumes berechnet. Bei 10 m wird 1 kW abgenommen. Es stellt sich heraus, dass in einem Haus von 100 Quadratmetern ein Kessel mit mindestens 10 Kilowatt vorhanden sein sollte. Da die Berechnung immer mit einer Marge erfolgt, können wir davon ausgehen, dass es sich in unserem Fall um eine 15-Kilowatt-Einheit handelt.

Wenn Sie die Kühlmittelmenge in den Heizkörpern und Rohren nicht berücksichtigen, kann ein Kilowatt des Kessels etwa 25 Liter Wasser in der Heizeinheit erhitzen. Daher ist die Berechnung angemessen: Sie müssen die Kesselleistung mit 25 multiplizieren. Als Ergebnis erhalten wir 375 Liter. Wenn wir mit der vorherigen Berechnung vergleichen, liegen die Ergebnisse sehr nahe beieinander. Nur hierbei wird berücksichtigt, dass die Kesselleistung mit einer Lücke von mindestens 50 % berechnet wird.

Denken Sie daran: Je mehr TA, desto besser. Aber auch in dieser Angelegenheit muss man wie in jeder anderen auf Fanatismus verzichten. Wenn Sie einen TA für zweitausend Liter einbauen, kann die Heizung ein solches Volumen einfach nicht bewältigen. Seien Sie objektiv.