يسمح استخدام المركمات الحرارية لنظام التدفئة بتحسين احتراق الوقود الصلب في الغلايات. بكلمات بسيطة ، إذا كان هناك خزان عازل - تراكم حراري ، لا يحتاج مالك المنزل إلى زيارة غرفة المرجل في كثير من الأحيان ، وسيتم حرق الحطب في الوضع الأمثل. ولكن لهذا ، يجب تحديد السعة بشكل صحيح ، ثم إرساءها بمعدات التدفئة ، مما سيؤدي بالتأكيد إلى صعوبات لشخص جاهل. لذلك ، من المفيد أن نفهم بالتفصيل ما هو تراكم الحرارة لمرجل الوقود الصلب ، وكيفية اختياره وتوصيله بتدفئة منزل خاص.
ما هي سعة التخزين المؤقت؟
في الواقع ، فإن تراكم الحرارة المصمم لنظام التدفئة هو خزان معدني عادي بسعة تقديرية ، مغطى بطبقة عازلة للحرارة. في أبسط الموديلات المصنوعة في المصنع ، لا توجد سوى فوهات لتوصيل سائل التبريد وأكمام لتثبيت موازين الحرارة. تم دمج موازين الحرارة بالفعل في الخزانات العازلة ، في حين أن أغلى المنتجات مجهزة بمبادلات حرارية على شكل ملفات. يظهر جهاز هذا المركم الحراري في الشكل:
كما ترون ، فإن تصميم الخزان العازل ليس صعبًا بشكل خاص ، وبالتالي فإن الحرفيين المختلفين - الحرفيين الذين تم تكييفهم للقيام بذلك بأيديهم ، كما هو موضح في موضوع منفصل.
الغرض من الملفات هو تسخين المياه لتوفير المياه الساخنة المنزلية وربط المصادر البديلة للطاقة الحرارية - مجمعات الطاقة الشمسية. من الواضح أن هذه الوظيفة مطلوبة فقط في ظل الظروف الجوية المواتية في منطقة الإقامة. بشكل عام ، تم تصميم الخزان العازل لمرجل التدفئة لحل مثل هذه المشاكل:
- تهيئة الظروف لتشغيل غلاية TT بأقصى قدر من الكفاءة والحد الأدنى من الانبعاثات.
- تشغيل مريح لمولد الحرارة ، عندما لا تحتاج إلى رمي الحطب في الفرن كل 4-6 ساعات ، بما في ذلك الليل.
- تسخين وتزويد مياه الشرب ذات الجودة إلى 1-2 مستهلك (خيار).
تشير معظم الشركات المصنعة لمعدات تسخين الوقود الصلب في الوثائق المرفقة إلى أنه من المستحسن جدًا توصيل تراكم الحرارة بغلاية TT. والسبب هو: تحقق الوحدة أكبر قدر من الكفاءة مع وضع تشغيل قريب من الحد الأقصى. وبما أنه يجب وضع الحرارة الزائدة المتولدة في مكان ما قبل إدخالها في نظام التدفئة ، فستكون هناك حاجة إلى خزان عازل بالماء.
بدون تراكم حراري ، نحاول "خنق" الوحدة الحرارية بكل طريقة ممكنة ، مما يحد من إمدادات هواء الاحتراق. لا يؤدي ذلك فقط إلى تقليل كفاءته إلى 40٪ (مثل موقد بوتلي) ، ولكنه يتسبب أيضًا في إطلاق أول أكسيد الكربون السام في الغلاف الجوي. ولهذا السبب ، حظرت بعض الدول الأوروبية حرق الخشب والفحم في غلايات التدفئة بدون خزان عازل.
مع زيارات أكثر ندرة إلى غرفة الفرن ، كل شيء واضح: سيتم إنفاق الحرارة المتراكمة في الخزان على تسخين المنزل لفترة طويلة ، بشرط أن يتم حساب حجمه بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تعمل غلاية الوقود الصلب مع تراكم الحرارة ، يتم تقليل احتمالية السخونة الزائدة والماء المغلي في سترة الوحدة إلى الصفر تقريبًا.
بالإضافة إلى التفاعل مع المولدات الحرارية للأخشاب ، يمكن استخدام المراكم الحرارية مع الغلايات الكهربائية. هذا أمر منطقي عندما يتم اعتبار الكهرباء المستهلكة في الليل بمعدل 2-3 مرات أقل من المعتاد. خلال الفترة الزمنية التي تكون فيها هذه التعرفة سارية المفعول ، ستتمكن التركيبات الكهربائية من "شحن" تراكم الحرارة بالكامل ، وستعطي هذه الطاقة لتسخين المنزل خلال النهار.
مع هذا الخيار ، يجب مضاعفة نتائج الحساب السابق لقوة الغلاية الكهربائية بحيث يكون نقل الحرارة كافياً لتسخين المنزل وتحميل الخزان بمعدل ليلي.
حساب السعة العازلة
المعيار الرئيسي الذي يتم من خلاله اختيار خزان عازل لغلاية الوقود الصلب هو حجمه ، الذي يحدده الحساب. تعتمد قيمته على هذه العوامل:
- الحمل الحراري على نظام التدفئة لمنزل خاص ؛
- التدفئة المرجل السلطة.
- المدة المتوقعة للتشغيل دون مساعدة من مصدر حراري.
قبل حساب سعة المركم الحراري ، من الضروري توضيح جميع النقاط المدرجة ، بدءًا بمتوسط الطاقة الحرارية التي يستهلكها النظام خلال فترة الشتاء. لا ينبغي أن تؤخذ الطاقة القصوى للحساب ، وهذا سيؤدي إلى زيادة في حجم الخزان ، وبالتالي زيادة في تكلفة المنتج. من الأفضل تحمل الإزعاج وتحميل صندوق الإطفاء عدة أيام في السنة أكثر من دفع سعر مجنون لمركم حراري كبير سيتم استخدامه بشكل غير منطقي. وسيشغل مساحة كبيرة.
رأي الخبراء. لتوفير الطاقة الحرارية لمنزل بمساحة 200 متر مربع ، يكفي خزان عازل يحتوي على 1 طن من سائل التبريد ، ويبلغ حجمه 1 متر مكعب. ينطبق البيان على المنطقة الوسطى من الاتحاد الروسي ، وفي المناطق الجنوبية أو الشمالية ستكون المحاذاة مختلفة.
من المستحيل التشغيل العادي لنظام التدفئة مع تراكم الحرارة عندما يكون مصدر الحرارة بهامش طاقة صغير. في هذه الحالة ، لن تتمكن أبدًا من "شحن" البطارية بالكامل ، حيث يجب أن يقوم المولد الحراري بتسخين المنزل وتحميل الخزان في نفس الوقت. تذكر أن اختيار غلاية الوقود الصلب للأنابيب مع تراكم الحرارة ينطوي على إمدادات مزدوجة من الطاقة الحرارية.
يقترح دراسة خوارزمية الحساب باستخدام مثال لمنزل بمساحة 200 متر مربع مع وقت خمول المرجل من 8 ساعات. من المفترض أن الماء في الخزان يسخن حتى 90 درجة مئوية ، وأثناء عملية التسخين يبرد حتى 40 درجة مئوية. لتسخين هذه المنطقة في أبرد الأوقات ، ستكون هناك حاجة إلى 20 كيلو واط من الحرارة ، وسيبلغ متوسط استهلاكها حوالي 10 كيلو واط / ساعة. هذا يعني أن البطارية يجب أن تتراكم 10 كيلو واط / ساعة × 8 ساعات = 80 كيلو واط من الطاقة. علاوة على ذلك ، يتم حساب حجم المجمع الحراري لمرجل وقود صلب من خلال صيغة السعة الحرارية للماء:
م = Q / 1.163 x Δt ، حيث:
- Q هي الكمية المقدرة من الطاقة الحرارية التي يجب تراكمها ، W ؛
- m هي كتلة الماء في الخزان ، كجم ؛
- Δt - الفرق بين درجات الحرارة الأولية والنهائية للمبرد في الخزان هو 90-40 = 50 درجة مئوية ؛
- 163 واط / كجم درجة مئوية أو 4.187 كيلو جول / كجم درجة حرارة محددة للماء.
بالنسبة للمثال المدروس ، ستكون كتلة الماء في المجمع الحراري:
م = 80،000 / 1.163 × 50 = 1375 كجم أو 1.4 م 3.
كما ترى ، نتيجة للحسابات ، تأتي أحجام سعة التخزين المؤقت أكثر مما يوصي به الخبير. والسبب بسيط: تم أخذ بيانات مصدر غير دقيقة للحساب. من الناحية العملية ، خاصة عندما يكون المنزل معزولًا بشكل جيد ، فإن متوسط استهلاك الحرارة لمنطقة 200 متر مربع سيكون أقل من 10 كيلو واط / ساعة. ومن هنا الاستنتاج: من أجل حساب أبعاد تراكم الحرارة لمرجل الوقود الصلب بشكل صحيح ، من الضروري استخدام بيانات أولية أكثر دقة حول استهلاك الحرارة.
كمرجع. هناك أيضًا طريقة حساب مكبرة ، وفقًا لكل لكل كيلوواط من الطاقة الحرارية للغلاية ، يوجد 25 لترًا من حجم المجمع الحراري.
اختيار تخزين الحرارة
المعايير المتبقية لاختيار السعة ليست مهمة للغاية وتتعلق بشكل أساسي بخيارات مختلفة. واحد منهم هو الماء المدمج لفائف التدفئة للاحتياجات المنزلية. قد يكون من المفيد إذا لم تكن هناك وسائل أخرى للتدفئة ، ولكن بالنسبة للتكاليف المرتفعة في شبكة DHW ، فإن هذه الطريقة غير مناسبة بالتأكيد. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يزيل المبادل الحراري جزءًا من "شحن" المركم الحراري ، مما يقلل من عمر البطارية.
الخيار المفيد هو عنصر تسخين مدمج في الجزء العلوي من الخزان ، قادر على الحفاظ على درجة حرارة سائل التبريد عند مستوى معين.بفضل التسخين الكهربائي ، لا يذوب النظام في حالة وقوع حادث ويمكنه حتى تسخين المنزل لبعض الوقت بعد "تفريغ" البطارية ولم يتم تشغيل المرجل بعد.
الملف الثاني لتوصيل النظام الشمسي مفيد فقط في المناطق الجنوبية ، حيث سيسمح لك النشاط الشمسي بتحميل تراكم الحرارة. ولكن ما يجب الانتباه إليه عند الاختيار هو ضغط العمل للخزان. يجب أن يوضع في الاعتبار أن معظم مراجل الوقود الصلب مصممة لضغط سترة يصل إلى 3 بار ، مما يعني أن الخزان العازلة يجب أن يتحمل بسهولة نفس الكمية.
مخططات الأسلاك
هناك العديد من الطرق لربط غلاية الوقود الصلب بمركم حراري ونظام تدفئة. لكنها كلها مشتقات للدائرة الأساسية الموضحة أدناه. بمساعدتها ، من السهل معرفة كيفية عمل هذه الوحدات في أزواج ، ثم تركيب كل شيء بنفسك.
نقطة مهمة. يجب أن تكون السعة الفعلية لمضخة دوران دائرة الغلاية أعلى قليلاً من تلك الخاصة بوحدة ضخ دائرة التسخين. سيسمح مراعاة هذا الشرط بالتدفق داخل المجمع الحراري للتحرك في الاتجاه الصحيح (كما هو موضح في الرسم البياني بواسطة الأسهم البيضاء).
في الواقع ، ستكون مضخة التيار الكهربائي أقوى من المرجل ، وهذا هو السبب. تكون مقاومة شبكة خطوط الأنابيب والمشعات أعلى من 3-5 م من الأنابيب من غلاية الوقود الصلب إلى تراكم الحرارة. تحتاج الوحدة إلى قوة وضغط أعلى للتغلب على هذه المقاومة. لذلك ، يمكن أن توفر مضخة دائرة الغلاية الأضعف معدل تدفق أعلى ، تحتاج فقط إلى تكوين كلتا الوحدتين بشكل صحيح. هناك خياران لحل المشكلة:
- عند استخدام مضخات بثلاث سرعات ، يمكنك ضبط أدائها عن طريق تبديل السرعات.
- ضع عند إدخال العائد من النظام إلى الخزان العازلة صمام موازنة يمكن ضبطه.
من الممكن التسخين المتزامن لأجهزة التدفئة والتحميل بطبقة بطبقة من تراكم الحرارة عندما تتحرك التدفقات داخل الخزان أفقياً مع غلبة طفيفة من غلاية الوقود الصلب. السؤال الذي يطرح نفسه - كيفية التحقق من ذلك؟ هناك إجابة: على كل من مدخلات العودة إلى الخزان ، تحتاج إلى وضع موازين الحرارة (كما في الرسم البياني) وإجراء التعديل عن طريق تبديل سرعات المضخات أو عن طريق تدوير صمام التوازن. شرط مهم: يجب فتح الصمام الثلاثي لشبكة التدفئة يدويًا بالكامل.
مخطط بديل
تم اقتراح مخطط ربط الخزان العازل ومرجل الوقود الصلب من قبل أحد المشاركين في المنتدى الشعبي. تكمن خصوصيته في حقيقة أنه عندما يتم إيقاف تشغيل الطاقة ، يتم الحفاظ على تشغيل الدائرة ، على الرغم من أنه من الضروري الدفع مقابل ذلك بأقطار متزايدة من الأنابيب الفولاذية. يوضح الشكل أدناه اتصال المجمع الحراري بنظام تدفئة مغلق ، ولكن أثناء التثبيت ، من الأفضل فتحه ، كما يقول المؤلف نفسه.
باختصار ، الجوهر هو هذا: بفضل المدخلات على شكل حرف T من أعلى الخزان ، يتم تسخين المشعاعات في وقت واحد ويتم "شحن" المركم الحراري الذي صنعه نفسه. يتم التحكم في مضخة دائرة الغلاية بواسطة مستشعر علوي على خط الإمداد ، بما في ذلك الوحدة ، عندما تصل إلى درجة حرارة 60 درجة مئوية. يعتمد تداول الشبكة على ترموستات الغرفة الذي تتصل به مضخة الشبكة.
ملحوظة. تم التحقق من مخطط الربط المقترح من قبل منشئه على تجربتهم الخاصة. تم وصف جميع تفاصيل تركيبها وتشغيلها من قبل المؤلف في المنتدى.
استنتاج
لا يمكن إنكار حقيقة أن المركم الحراري يحسن ظروف التشغيل لغلاية الوقود الصلب التقليدية. هذا الأخير يحرق الوقود بأقصى قدر من الكفاءة ، وبعد التسخين ، يتم تقليل عدد الرحلات إلى غرفة المرجل إلى الحد الأدنى. شيء آخر هو أن هذه المتعة ليست رخيصة ، حيث يتم تصنيع حصة الأسد من البطاريات التي تعمل في المنازل الخاصة في المنزل.