Буферная ёмкость в системе отопления — для чего она?

Буферная ёмкость, также называемая теплоаккумулятор – это часть системы обогрева, позволяющее сэкономить энергию и топливо, а заодно и сгладить режим работы. Однако что собой представляет это устройство, каков принцип его работы – и зачем оно вообще нужно?

Принцип действия

Тепловой аккумулятор (например, один из тех, что можно приобрести тут) – это ёмкость, в которой накапливается теплоноситель. По сути, это большой термос с водой, нагреваемая непосредственно от котла.

Цикл его работы выглядит так:

1. Твердотопливный котел нагревает воду до относительно высоких температур.
2. Вода поступает в бак аккумулятора.
3. Разогретый теплоноситель циркулирует по системе, постепенно отдавая тепло радиаторам и нагревая воздух.

Зачем это нужно?

Отопление на твёрдом топливе может работать и без промежуточного элемента в виде теплоаккумулятора. Однако система с ним имеет важные преимущества:

• Этот элемент увеличивает инерционность нагрева. При использовании одного котла отапливаемые помещения довольно быстро остынут. Дополнительный же бак с горячей водой сохранит в себе тепло, и в результате даже к утру в комнатах по-прежнему будет стоять нормальная температура.
• Элемент запасает излишнюю тепловую энергию. Хорошо разгоревшийся котёл выдаёт больше жара, чем непосредственно нужно для обогрева помещения. В результате чтобы к утру помещение не остыло, вечером придётся чрезмерную терпеть жару в комнатах. Аккумулятор же сохранит излишки в своём объёме и будет отдавать их медленно и постепенно. Как известно из курса физики, вода обладает максимальной теплоёмкостью из всех веществ, которые можно использовать в быту: вряд ли кто-то станет монтировать отопительную систему на водороде или аммиаке.

Всегда ли это востребовано?

Буферная ёмкость нужна не всегда. Без неё можно обойтись в системах, где нагрев регулируется автоматически – например, при использовании газовых котлов, либо твердотопливных с автоматической подачей топлива из бункера. В них горение всегда идёт с заранее отрегулированной теплоотдачей, и в промежуточных накопительных узлах нет необходимости.

Также обычно они не используются для электрокотлов: даже если попытаться сыграть на разнице в тарифах на дневное и ночное потребление электроэнергии, выгода будет слишком мала: для того, чтобы обогревать днём за счёт дешёвого «ночного» электричества хотя бы коттедж площадью в 100 кв. м, потребуется буфер объёмом в 3-4 кубометра воды. Монтаж такой цистерны – занятие нетривиальное. Тем не менее, даже если объём намного меньше, накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.

Для большинства же твердотопливных агрегатов теплоснабжения буфер – абсолютно необходимая часть отопительной системы.

Как устроен теплоаккумулятор?

Теплонакопительная ёмкость в большинстве случаев представляет собой вертикальный бак, заполненный водой. В самом простом случае в него просто входят четыре трубы – две от котла (на подачу и возврат) и две на контур циркуляции по зданию. Такая конструкция самая дешёвая, но не слишком оптимальная для экономии тепла.

В чуть более сложном варианте в буферную ёмкость входят две раздельных системы циркуляции:

1. Малый контур – подача и возврат воды от котла.
2. Большой контур – подача и возврат теплоносителя по всей отопительной системе. Здесь может использоваться не вода, а другая теплопроводящая жидкость. Например, достаточно часто встречаются модели, предусматривающие нагрев помещений за счёт циркуляции антифриза.

Оба контура раздельны и между собой не пересекаются. Обмен энергией идёт за счёт теплоносителя в баке.

Когда котёл разгорается, циркуляционный насос прокачивает воду по малому контуру – от теплообменного блока котла до накопителя. Благодаря этому буфер равномерно заполняется горячей водой. По мере нагрева в отопительной системе начинает двигаться (с помощью насоса или естественной циркуляции) теплоноситель. Он получает тепловую энергию не от котла, а из буферной ёмкости, благодаря чему сглаживаются температурные перепады, а циркуляция продолжается дольше.

Достоинства систем с тепловым буфером

Отопительные системы, содержащие тепловой накопитель, позволяют своим владельцам:

• экономить до 50% топлива или электроэнергии;
• сглаживать дневные и ночные перепады температур;
• рационально осуществлять обогрев помещений, особенно при использовании систем с низкой температурой воды («тёплые полы» и др.);
• избегать закипания воды в контурах теплоснабжения и разрушения теплообменника;
• лучше контролировать котёл, поскольку нагрузка на него снижается.

Тепловой буфер для горячего водоснабжения

Дополнительной опцией теплоаккумулятора является то, что его можно использовать как бойлер косвенного нагрева. В этом случае помимо большого контура обогрева дополнительно встраивается теплообменник для ГВС в виде змеевика или отдельного бака, находящегося внутри буферной ёмкости. В результате часть тепла расходуется не только на то, чтобы согреть воздух в помещении, но и на подачу горячей воды для бытовых целей – купание, мытьё посуды и т. д.

Такая конструкция позволяет избежать установки отдельного водонагревателя для ГВС, экономя тем самым силы и средства на сантехническое оборудование дома. Однако нужно помнить: при наличии дополнительного змеевика или бака для ГВС бытовое использование горячей воды снижает температуру теплоаккумулятора и быстрее его «разряжает». Это неизбежно ведёт к тому, что эффект экономии от буферной ёмкости снижается. Тем не менее, если для отопительной системы используется достаточно мощный нагревательный котёл такие потери остаются умеренными.