Serbatoio di accumulo, serbatoio di accumulo, accumulatore di calore. Qual è la differenza?

L'inconveniente maggiore delle caldaie a combustibile solido è la loro ciclicità: al massimo carico e combustione si raggiunge una potenza termica di picco (spesso eccessiva), che scende costantemente fino a 0 (attenuazione completa) e viene rinnovata da un nuovo carico di combustibile. Questa natura ciclica non consente un sistema di riscaldamento stabile, rapido e accuratamente controllato.

L'appianamento del trasferimento di calore non uniforme delle caldaie TT consente al serbatoio di accumulo (è anche un accumulatore di calore), che accumula il calore in eccesso durante il funzionamento di punta del gruppo caldaia. Tuttavia, ci sono molte sfumature nella scelta e nel calcolo del volume richiesto di un accumulatore di calore.

Cos'è un serbatoio di accumulo per una caldaia a combustibile solido

Un serbatoio di accumulo (anche un accumulatore di calore) è un serbatoio di un certo volume riempito con un liquido di raffreddamento, il cui scopo è quello di accumulare il calore in eccesso per poi distribuirlo in modo più razionale per riscaldare una casa o fornire acqua calda ).

A cosa serve e quanto è efficace

Molto spesso, il serbatoio tampone viene utilizzato con caldaie a combustibile solido, che hanno una certa ciclicità, e questo vale anche per le caldaie TT a combustione lunga. Dopo l'accensione, il trasferimento di calore del carburante nella camera di combustione aumenta rapidamente e raggiunge i suoi valori di picco, dopodiché la generazione di energia termica si spegne e quando si spegne, quando non viene caricata una nuova partita di carburante, si interrompe del tutto .

Le uniche eccezioni sono le caldaie bunker con alimentazione automatica, dove, a causa di una fornitura regolare e uniforme di combustibile, la combustione avviene con lo stesso trasferimento di calore.

Con una tale ciclicità, durante il periodo di raffreddamento o attenuazione, l'energia termica potrebbe non essere sufficiente per mantenere una temperatura confortevole in casa. Allo stesso tempo, durante il periodo di massima potenza termica, la temperatura della casa è molto più alta di quella confortevole e parte del calore in eccesso dalla camera di combustione fuoriesce semplicemente nel camino, che non è il più efficiente e uso economico del carburante.

Un diagramma visivo del collegamento del serbatoio di accumulo, che mostra il principio del suo funzionamento.

L'efficienza del serbatoio tampone si comprende meglio su un esempio specifico. Un m3 di acqua (1000 l), raffreddato a 1 ° C, rilascia 1-1,16 kW di calore. Prendiamo come esempio una casa media con una muratura convenzionale di 2 mattoni con una superficie di 100 m2, la cui perdita di calore è di circa 10 kW. Un accumulatore di calore da 750 litri, riscaldato da più pastiglie a 80 ° C e raffreddato a 40 ° C, fornirà al sistema di riscaldamento circa 30 kW di calore. Per la suddetta casa, questo è pari a 3 ore aggiuntive di calore della batteria.

A volte un serbatoio tampone viene utilizzato anche in combinazione con un boiler elettrico, questo è giustificato quando si riscalda di notte: a tariffe elettriche ridotte. Tuttavia, un tale schema è raramente giustificato, poiché per accumulare una quantità sufficiente di calore per il riscaldamento diurno durante la notte, è necessario un serbatoio non per 2 o addirittura 3 mila litri.

Dispositivo e principio di funzionamento

L'accumulatore di calore è un serbatoio cilindrico verticale sigillato, a volte anche isolato termicamente. È un intermediario tra la caldaia e gli apparecchi di riscaldamento. I modelli standard sono dotati di un collegamento di 2 coppie di ugelli: prima coppia - mandata e ritorno caldaia (circuito piccolo); la seconda coppia - la fornitura e il ritorno del circuito di riscaldamento, divorziato in casa. Il circuito piccolo e il circuito di riscaldamento non si sovrappongono.

Il principio di funzionamento di un accumulatore di calore in combinazione con una caldaia a combustibile solido è semplice:

1. Dopo l'accensione della caldaia, la pompa di circolazione pompa costantemente il liquido di raffreddamento in un piccolo circuito (tra lo scambiatore di calore della caldaia e il serbatoio). L'alimentazione della caldaia è collegata al tubo di diramazione superiore dell'accumulatore di calore e il ritorno a quello inferiore. Grazie a ciò, l'intero serbatoio di accumulo viene riempito uniformemente con acqua riscaldata, senza un movimento verticale pronunciato di acqua calda.
2. D'altra parte, l'alimentazione ai radiatori del riscaldamento è collegata alla parte superiore del serbatoio di accumulo e il ritorno è collegato al fondo. Il vettore di calore può circolare sia senza pompa (se l'impianto di riscaldamento è predisposto per la circolazione naturale), sia forzatamente. Ancora una volta, un tale schema di collegamento riduce al minimo la miscelazione verticale, quindi il serbatoio di accumulo trasferisce il calore accumulato alle batterie in modo graduale e più uniforme.

Se il volume e altre caratteristiche del serbatoio tampone per una caldaia a combustibile solido sono selezionati correttamente, le perdite di calore possono essere ridotte al minimo, il che influirà non solo sul risparmio di carburante, ma anche sul comfort del forno. Il calore accumulato in un accumulatore di calore ben isolato viene trattenuto per 30-40 ore o più.

Inoltre, a causa di un volume sufficiente, molto più grande che nell'impianto di riscaldamento, viene accumulato assolutamente tutto il calore rilasciato (in base al rendimento della caldaia). Già dopo 1-3 ore di forno, anche con smorzamento completo, è disponibile un accumulatore di calore completamente "carico".

Tipi di strutture

Foto	Dispositivo serbatoio di accumulo	Descrizione delle caratteristiche distintive
	Accumulo standard precedentemente descritto con collegamento diretto in alto e in basso.	Tali modelli sono i più economici e più comunemente usati. Adatto per impianti di riscaldamento standard in cui tutti i circuiti hanno la stessa pressione massima di esercizio ammissibile, lo stesso vettore di calore e la temperatura dell'acqua riscaldata dalla caldaia non supera quella massima consentita per i radiatori.
Accumulatore inerziale con uno scambiatore di calore interno aggiuntivo (solitamente a forma di serpentina).	Un dispositivo con uno scambiatore di calore aggiuntivo è necessario a una pressione maggiore di un piccolo circuito, il che è inaccettabile per i radiatori di riscaldamento. Se uno scambiatore di calore aggiuntivo è collegato a una coppia separata di ugelli, è possibile collegare una (seconda) fonte di calore aggiuntiva, ad esempio caldaia TT + caldaia elettrica. È inoltre possibile separare il liquido di raffreddamento (ad esempio: acqua nel circuito aggiuntivo; antigelo nell'impianto di riscaldamento)
	Bollitore con un circuito aggiuntivo e un altro circuito per ACS. Lo scambiatore di calore per la fornitura di acqua calda è realizzato con leghe che non violano gli standard sanitari e i requisiti per l'acqua utilizzata per la cottura.	Viene utilizzato in sostituzione di una caldaia a doppio circuito. Inoltre, ha il vantaggio di una fornitura di acqua calda quasi istantanea, mentre una caldaia a doppio circuito richiede 15-20 secondi per prepararla e consegnarla al punto di consumo.
Il design è simile al precedente, tuttavia, lo scambiatore di calore ACS non è realizzato sotto forma di una serpentina, ma sotto forma di un serbatoio interno separato.	Oltre ai vantaggi sopra descritti, il serbatoio interno rimuove le limitazioni nella capacità dell'acqua calda. L'intero volume del serbatoio ACS può essere utilizzato per un consumo simultaneo illimitato, trascorso il quale tempo è necessario per il riscaldamento. Di solito, il volume della vasca interna è sufficiente per almeno 2-4 persone che fanno il bagno di fila.

Tutti i tipi di accumulatori sopra descritti possono avere un numero maggiore di coppie di ugelli, il che consente di differenziare i parametri dell'impianto di riscaldamento per zone, inoltre collegare un pavimento riscaldato ad acqua, ecc.

Batterie HR per UPS

Alcune batterie sono specificatamente commercializzate dal produttore come batterie per UPS. Con la stessa massa (e talvolta le stesse dimensioni), queste batterie, durante scariche brevi (10-30 minuti), forniscono una capacità maggiore rispetto alle batterie convenzionali. L'aumento del tempo di funzionamento dell'UPS può essere superiore al 50% (con tempi di scarica di circa 10 minuti).Durante le scariche a lungo termine, queste "batterie UPS" non hanno vantaggi rispetto a quelle convenzionali.

In CSB e in alcuni altri produttori, tali batterie sono designate HR (dall'inglese high rate - high rate, high power). Queste batterie possono, ovviamente, essere utilizzate non solo come batterie per UPS. Sono utili in tutti i casi in cui è richiesto un sistema di alimentazione compatto con una breve durata della batteria.

Recensioni di accumulatori di calore domestici per caldaie: vantaggi e svantaggi

Benefici	svantaggi
Uso molto più efficiente dei combustibili solidi, con conseguente aumento dei risparmi	Il sistema è giustificato solo con un uso costante. In caso di permanenza intermittente in casa e accensione, ad esempio, solo nei fine settimana, il sistema impiega tempo per riscaldarsi. In caso di lavoro a breve termine, l'efficacia sarà discutibile.
Prolungamento dei tempi di ciclo e riduzione della frequenza di rifornimento di combustibile solido	Il sistema richiede una circolazione forzata, fornita da una pompa di circolazione. Di conseguenza, un tale sistema è volatile.
Maggiore comfort grazie a un funzionamento del sistema di riscaldamento più stabile e personalizzabile	Sono necessari fondi aggiuntivi per dotare un sistema di riscaldamento utilizzando una caldaia a riscaldamento indiretto. Il costo dei serbatoi tampone economici parte da 25 mila rubli + costi di sicurezza (un generatore in caso di interruzione di corrente e uno stabilizzatore di tensione, altrimenti, in assenza di circolazione del refrigerante, nella migliore delle ipotesi, potrebbero verificarsi surriscaldamento e bruciatura della caldaia).
Possibilità di erogare acqua calda	Il puffer, soprattutto per 750 litri o più, è di notevoli dimensioni e richiede ulteriori 2-4 m2 di spazio nel locale caldaia.
La capacità di collegare diverse fonti di calore, la capacità di differenziare il liquido di raffreddamento	Per la massima efficienza, la caldaia dovrebbe avere almeno il 40-60% di potenza in più rispetto alla minima richiesta per riscaldare l'abitazione.
Il collegamento di un serbatoio di accumulo è un processo semplice, può essere eseguito senza il coinvolgimento di specialisti

svantaggi

Le grandi dimensioni del serbatoio di stoccaggio ne rendono difficile l'installazione in un edificio residenziale standard. La capacità minima del tampone è di circa 500 litri e la sua installazione richiederà 60 cm di spazio libero a un metro e mezzo di altezza. L'uso dell'isolamento per i lavori di costruzione richiederà già 80 cm di spazio vitale. Un serbatoio per una tonnellata d'acqua sarà largo un metro e alto due metri, il che difficilmente ti permetterà di portarlo attraverso le porte e metterlo nella stanza.

L'installazione di strutture di questo tipo richiede l'assegnazione di una stanza separata per il forno. La decisione finale sulla possibilità di installazione viene presa dopo che i rappresentanti dell'organizzazione di costruzione visitano il sito.

Come scegliere un serbatoio di accumulo

Calcolo del volume minimo richiesto

Il parametro più importante che dovrebbe essere determinato subito è il volume del contenitore. Dovrebbe essere il più grande possibile per massimizzare l'efficienza, ma fino a una certa soglia in modo che la caldaia abbia potenza sufficiente per "caricarla".

Il calcolo del volume del serbatoio di accumulo per una caldaia a combustibile solido viene effettuato secondo la formula:

m = Q / (k * c * Δt)

• Dove, m - la massa del liquido di raffreddamento, dopo aver calcolato non è difficile convertirla in litri (1 kg di acqua ~ 1 dm3);
• Q - la quantità di calore richiesta è calcolata come: potenza della caldaia * periodo della sua attività - perdita di calore in casa * periodo di attività della caldaia;
• K - efficienza caldaia;
• c - capacità termica specifica del liquido di raffreddamento (per l'acqua, questo è un valore noto - 4,19 kJ / kg * ° C = 1,16 kW / m3 * ° C);
• Δt - la differenza di temperatura tra i tubi di mandata e di ritorno della caldaia, le letture vengono prese quando l'impianto è stabile.

Ad esempio, per una casa media con 2 mattoni con una superficie di 100 m2, la perdita di calore è di circa 10 kW / h.Di conseguenza, la quantità di calore richiesta (Q) per mantenere l'equilibrio = 10 kW. La casa è riscaldata da una caldaia da 14 kW con un rendimento dell'88%, legna in cui si brucia in 3 ore (il periodo di attività della caldaia). La temperatura nel tubo di alimentazione è di 85 ° C e nel tubo di ritorno - 50 ° C.

Per prima cosa devi calcolare la quantità di calore richiesta.

Q = 14 * 3-10 * 3 = 12 kW.

Di conseguenza, m = 12 / 0,88 * 1,16 * (85-50) = 0,336 t = 0,336 metri cubi o 336 litri... Questa è la capacità di buffer minima richiesta. Con una tale capacità, dopo che il segnalibro si è bruciato (3 ore), l'accumulatore di calore si accumulerà e distribuirà ulteriori 12 kW di calore. Per la casa di esempio, questa è più di 1 ora in più di batterie calde su una scheda.

Di conseguenza, gli indicatori dipendono dalla qualità del carburante, dalla purezza del liquido di raffreddamento, dall'accuratezza dei dati iniziali, quindi, in pratica, il risultato può differire del 10-15%.

Calcolatrice per il calcolo della capacità di accumulo di calore minima richiesta

Numero di scambiatori di calore

Scambiatori di calore interni in rame dell'accumulo.
Dopo aver selezionato il volume, la seconda cosa a cui prestare attenzione è la presenza di scambiatori di calore e il loro numero. La scelta dipende dai desideri, dai requisiti di CO e dallo schema di collegamento del serbatoio. Per il sistema di riscaldamento più semplice, è sufficiente un modello vuoto senza scambiatori di calore.

Tuttavia, se nel circuito di riscaldamento è prevista la circolazione naturale, è necessario uno scambiatore di calore aggiuntivo, poiché il circuito della piccola caldaia può funzionare solo con circolazione forzata. La pressione è quindi più alta che in un circuito di riscaldamento a circolazione naturale. Sono inoltre necessari scambiatori di calore aggiuntivi per fornire acqua calda o per collegare il riscaldamento a pavimento.

Pressione massima ammissibile

Quando si sceglie un serbatoio tampone con uno scambiatore di calore aggiuntivo, è necessario prestare attenzione alla pressione di esercizio massima consentita, che non deve essere inferiore a quella di nessuno dei circuiti di riscaldamento. I modelli con serbatoio senza scambiatore di calore sono generalmente progettati per pressioni interne fino a 6 bar, che è più che sufficiente per la CO media.

Materiale del contenitore interno

Al momento, ci sono 2 opzioni per realizzare un serbatoio interno:

• acciaio al carbonio morbido - coperto con un rivestimento anticorrosione impermeabile, ha un prezzo di costo inferiore, viene utilizzato in modelli economici;
• acciaio inossidabile - più costoso, ma più affidabile e durevole.

Alcuni produttori installano anche una protezione murale aggiuntiva nel contenitore. Molto spesso si tratta, ad esempio, di un'asta di anoide di magnesio al centro del serbatoio, che protegge le pareti del serbatoio e gli scambiatori di calore dalla crescita di uno strato di sali solidi. Tuttavia, tali elementi necessitano di una pulizia periodica.

Altri criteri di selezione

Dopo aver determinato con i principali criteri tecnici, è possibile prestare attenzione a parametri aggiuntivi che aumentano l'efficienza e il comfort di utilizzo:

• la possibilità di collegare un elemento riscaldante per il riscaldamento aggiuntivo dalla rete, nonché una strumentazione aggiuntiva, che sono montati con una connessione filettata o a manicotto (ma in nessun caso saldata);
• la presenza di uno strato di isolamento termico - nei modelli più costosi di accumulatori di calore c'è uno strato di materiale termoisolante tra il serbatoio interno e il guscio esterno, che contribuisce a una ritenzione del calore ancora più lunga (fino a 4-5 giorni);
• peso e dimensioni: tutti i parametri di cui sopra influenzano il peso e le dimensioni del serbatoio di accumulo, quindi vale la pena decidere in anticipo come verrà inserito nel locale caldaia.

Calcolo dell'accumulatore di calore

Il calcolo della capacità di accumulo tampone richiede un'attenzione particolare. Prima di tutto, è necessario determinare per quali scopi verrà utilizzato il contenitore.Se per ridurre l'inerzia durante il funzionamento di una caldaia a combustibile solido, vengono utilizzate alcune formule, per il funzionamento in assenza di elettricità nelle pompe di calore - altre. Prima di tutto, considera un sistema con una caldaia a combustibile solido.

In alternativa, è possibile applicare la formula più semplice, che consente di selezionare approssimativamente la capacità del serbatoio, in base alla potenza della caldaia. Ad esempio, si consiglia di selezionare il volume dell'accumulatore di calore nell'intervallo di 40-80 litri per 1 kW di potenza della caldaia. Questo metodo è semplice ma non affidabile.

Poiché durante la stagione di riscaldamento è richiesta solo una piccola parte della richiesta di calore totale, durante l'utilizzo, tenendo conto della temperatura media dell'aria esterna durante il periodo di riscaldamento, è possibile selezionare la modalità ottimale del sistema. Per fare ciò, è necessario calcolare la capacità in base a quale formula: V = 2246 * ((2.5-Qn / Q)) / (73-0.4 * T) * Qn (Qn è il carico termico calcolato per l'oggetto, T è la temperatura calcolata "ritorno").

La pompa di calore richiede principi leggermente diversi per la scelta di un serbatoio di accumulo. Gli accumulatori di calore per tali sistemi sono selezionati in base a principi diversi. Ad esempio, per ottimizzare le prestazioni del sistema nel tempo, è possibile utilizzare rapporti di 20–25 litri di volume di accumulo di calore utilizzabile per ogni kW di potenza della pompa di calore.

Un serbatoio di accumulo ben scelto e realizzato consentirà di predisporre un comodo impianto di riscaldamento senza inutili consumi di elettricità, carburante e denaro.

I produttori e modelli più noti: caratteristiche e prezzi

Sunsystem PS 200

Un accumulatore di calore standard economico, perfetto per una caldaia a combustibile solido in una piccola casa privata con una superficie fino a 100-120 m2. In base alla progettazione, questo è un normale serbatoio, senza scambiatori di calore. Il volume del contenitore è di 200 litri ad una pressione massima consentita di 3 bar. Per un basso costo, il modello ha uno strato di isolamento termico in poliuretano da 50 mm, la possibilità di collegare un elemento riscaldante.

Prezzo: una media di 30.000 rubli.

Hajdu AQ PT 500 C

Uno dei migliori modelli di puffer per il suo prezzo, dotato di uno scambiatore di calore integrato. Volume - 500 l, pressione ammissibile - 3 bar. Un'opzione eccellente per una casa con una superficie di 150-300 m2 con una grande riserva di carica di una caldaia a combustibile solido. La linea comprende modelli di diverse dimensioni.

Da un volume di 500 litri, i modelli (opzionalmente) sono dotati di uno strato di isolamento termico in poliuretano + un involucro in ecopelle. È possibile l'installazione di elementi riscaldanti. Il modello è noto per le recensioni dei proprietari estremamente positive, l'affidabilità e la durata. Paese di origine: Ungheria.

Il costo: 36.000 rubli.

S-TANK PRESTIGE 300

Un altro serbatoio di accumulo economico da 300 litri. In base alla progettazione, è un serbatoio di accumulo senza scambiatori di calore aggiuntivi con una pressione di esercizio massima consentita di 6 bar. Le pareti interne, come nei casi precedenti, sono realizzate in acciaio al carbonio. La differenza principale è un significativo strato di isolamento termico ecologico realizzato in materiale di poliestere secondo la tecnologia NOFIRE, ad es. alta classe di resistenza al calore e al fuoco. Paese di origine: Bielorussia

Il costo: 39.000 rubli.

ACV LCA 750 1 CO TP

Un potente e costoso serbatoio di accumulo da 750 l con uno scambiatore di calore tubolare aggiuntivo per la fornitura di acqua calda, progettato per caldaie con una grande riserva di carica.

Le pareti interne sono ricoperte di smalto protettivo, c'è uno strato di isolamento termico di alta qualità da 100 mm. All'interno del serbatoio è installato un anodo di magnesio che impedisce l'accumulo di uno strato di sali solidi (nel kit sono presenti 3 anodi di ricambio). È possibile l'installazione di elementi riscaldanti e strumentazione aggiuntiva. Paese di origine: Belgio.

Il costo: 168.000 rubli.

Benefici

Un vantaggio significativo dei serbatoi di stoccaggio è la possibilità di collegarli a diversi dispositivi di riscaldamento.

L'aggiunta di un termostato al circuito di lavoro consentirà di regolare la priorità di accensione dei riscaldatori, nonché di spegnerli in caso di temperatura sufficiente.

Ulteriori vantaggi di tali progetti includono:

• aumentare la sicurezza della struttura grazie alla sua automazione;
• regolazione della temperatura dell'edificio su ogni piano;
• costi minimi per il collegamento di caldaie a gas o a combustibile solido;
• facilità di installazione aggiuntiva di una pompa di calore o di collettori solari.

Prezzi: tabella riassuntiva

Modello	Volume, l	Pressione di esercizio consentita, bar	Costo, strofina
Sunsystem PS 200, Bulgaria	200	3	30 000
Hajdu AQ PT 500 C, Ungheria	500	3	36 000
S-TANK A PRESTIGE 300, Bielorussia	300	6	39 000
ACV LCA 750 1 CO TP, Belgio	750	8	168 000

I principali tipi di batterie

Ci sono 3 tecnologie leader per le batterie: piombo-acido, alcaline e ioni di litio. Ciascuna di queste tecnologie ha i suoi vantaggi e svantaggi unici che determinano la loro applicazione in diversi casi. Vedere i collegamenti per maggiori dettagli su ciascuno dei tipi di batteria:

• starter al piombo (automobile)
• AGM (sigillato)
• gel sigillato
• gel sigillato con elettrodi tubolari (OPzV)
• gelatinizzato con piastre spalmatrici (serie OPzS)
• trazione (di solito con elettrolita liquido)
• carbonio

alcalino

ferro nichel

nichel-cadmio

nichel metallo idruro

ioni di litio (recentemente il prezzo per loro è diminuito e sono apparse batterie con una lunga durata - litio ferro fosfato)

Batterie al piombo

Il tipo più comune di AB sono piombo acido

, entrambi con elettrolita liquido, e sigillati (recentemente diventati sempre più popolari a causa delle riduzioni di prezzo).

Batterie speciali con piastre spalmatrici

per l'uso in sistemi di alimentazione autonomi, sono spesso assemblati da batterie a 2 volt separate collegate insieme. Vengono utilizzati anche AB di capacità inferiore con una tensione di 6 e 12 volt, ma meno spesso. Queste batterie sono prodotte principalmente in Europa e negli Stati Uniti. Sono relativamente costosi. Recentemente, tali batterie di fabbricazione cinese sono apparse sul mercato russo. Con praticamente le stesse caratteristiche, le batterie cinesi sono significativamente (da una volta e mezza a due volte) più economiche.

Batterie trazione

, sia con elettrolita liquido che sigillati, sono progettati per il funzionamento ciclico. Le modifiche del ciclo profondo hanno parametri simili. Sono più adatti per sistemi di alimentazione autonomi. Sono più costose delle tradizionali batterie sigillate, ma hanno anche una maggiore durata.

Batterie al piombo-acido sigillate hanno lo stesso principio di funzionamento delle batterie di avviamento per auto convenzionali. Questa è la tecnologia più matura e, per alcuni parametri unici, non è stata ancora trovata alcuna sostituzione. Queste batterie non devono essere smaltite in discarica poiché contengono piombo altamente tossico e acido solforico. Tuttavia, sono molto facili da riciclare e il piombo può essere riutilizzato. Queste batterie si caricano molto più lentamente di altre batterie (circa 5 volte più lentamente), ma sono in grado di fornire molta più potenza per alimentare consumatori potenti.

Il più grande svantaggio delle batterie al piombo è il loro peso. Per questo motivo, hanno le prestazioni peggiori in termini di densità di energia specifica. Tuttavia, l'ampia distribuzione degli elementi utilizzati in queste batterie e la semplicità della loro produzione determinano non solo il loro utilizzo diffuso, ma anche un prezzo molto più basso.

Vari tipi di batterie al piombo-acido sono discussi in dettaglio nell'articolo "Tipi di batterie al piombo-acido".

Batterie alcaline

Una batteria acida non tollera la scarica profonda, ma non disdegna la ricarica in porzioni in ogni occasione.Alcalino, al contrario, non ama dare correnti elevate, ma correnti nella quantità di circa 1/10 della capacità sono pronte a cedere per molto tempo e fino all'esaurimento. Cioè, non solo consente una scarica completa, ma accoglie anche in ogni modo possibile (perché se si carica una batteria alcalina completamente scarica, non acquisirà la piena capacità - il cosiddetto "effetto memoria" è più pronunciato in nickel- batterie al cadmio). In breve, non è possibile caricare / scaricare una batteria alcalina in parti - solo "da e verso". Ma con un corretto funzionamento (oltre a caricare / scaricare, implica il lavaggio delle lattine e la sostituzione dell'elettrolito una volta a stagione), gli alcali durano fino a 20 anni (più precisamente, 1000-1500 cicli completi). Inoltre, le batterie alcaline non si caricano bene a basse correnti. Cioè, la corrente scorre attraverso di loro, ma non ci sono costi.

Questo spiega il fatto che le batterie alcaline non sono ampiamente utilizzate nei sistemi di alimentazione autonoma con fonti di energia rinnovabile. Batterie ermetiche al nichel cadmio e nichel metallo idruro

può essere utilizzato in alcuni casi. Sebbene siano molto più costosi di quelli acidi, hanno una durata molto lunga e hanno una tensione più stabile durante il processo di scarica. Di solito vengono utilizzati negli alimentatori portatili o mobili. consentono di immagazzinare più energia per kg di peso.

Le batterie NiMh hanno raggiunto il mercato principale negli anni '80 come un'alternativa più pulita alle batterie al nichel-cadmio. Le batterie NiCd utilizzano l'elemento altamente tossico cadmio nella loro composizione, e poiché il consumatore principale non pensa veramente a smaltire le batterie usate, questo ha posto un grosso problema per l'ambiente. Gli svantaggi delle batterie NiMh sono la loro autoscarica relativamente elevata, che si traduce in una perdita di circa il 30% dell'energia entro 1 mese. Inoltre si caricano fino a 2 volte più a lungo delle batterie al litio o al nichel cadmio.

Sebbene i parametri elettrici delle batterie NiMh non siano buoni come quelli delle batterie NiCd, le batterie NiMH sono più stabili e risentono meno dell '"effetto memoria" delle batterie NiCd. Non è necessario che siano completamente scariche prima della ricarica poiché le batterie NiCd lo richiedono per prevenire la crescita dei cristalli interni che porta alla rottura della custodia della batteria NiCd. Le batterie AA NiMh sono le stesse delle batterie alcaline convenzionali e sono quindi più popolari per l'uso in fotocamere e fotocamere digitali, lettori portatili, radio e torce.

Le batterie al nichel-cadmio e nichel-ferro con elettrolita liquido sono più economiche di quelle sigillate, ma contengono elettrolita liquido, emettono gas durante la carica e richiedono una manutenzione periodica e uno speciale locale ventilato. Il costo dell'energia immagazzinata in un ciclo di carica-scarica è paragonabile o addirittura inferiore a quello delle batterie al piombo sigillate.

Si consiglia di utilizzare batterie al nichel-ferro (di solito vengono utilizzate come batterie di trazione nei veicoli elettrici, così come sulle ferrovie) solo in un caso - come parte di un sistema di batterie diesel autonomo, in cui il generatore di carburante è l'unica fonte di energia. Sappiamo dalla nostra esperienza che le batterie al piombo-acido non durano a lungo in tali sistemi: i cicli profondi e la sottocarica cronica fanno il loro lavoro sporco. In queste condizioni operative, puoi sopportare tali svantaggi delle batterie alcaline come l'impossibilità di caricare con basse correnti (puoi impostarne qualsiasi dal generatore, e ancora meglio se la corrente è grande, si caricherà più velocemente), l'effetto memoria (i cicli saranno solo profondi) e bassa efficienza di carica. Per il sistema del generatore, l'effetto memoria non è importante: le batterie vengono scaricate il più possibile per avviare il generatore il più raramente possibile.

Per quanto riguarda l'efficienza, se le batterie alcaline possono essere caricate con una corrente elevata, la sua bassa efficienza sarà più che ripagata con una modalità operativa più efficiente del generatore. Dopotutto, per ricaricare le batterie al piombo, è necessario caricarle a lungo con correnti basse, ad es. quasi al minimo del generatore. E nei limiti di carica alcalina, questa è la temperatura delle batterie, così come l'evoluzione del gas.

Sottolineiamo ancora una volta che le batterie alcaline non sono adatte per ogni sistema di backup o autonomo. Se ci sono pannelli solari o turbine eoliche, ad es. sorgenti che producono correnti diverse, incl. e non ha senso mettere piccole batterie alcaline: l'energia delle piccole correnti andrà semplicemente persa senza alcun beneficio.

Batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio

È una delle tecnologie più recenti e si sta sviluppando più velocemente di altre. Esistono diverse variazioni sui processi chimici delle tecnologie agli ioni di litio, ma la loro discussione non è trattata qui. Le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate in piccoli dispositivi elettronici come telefoni cellulari, gadget e lettori audio, orologi elettronici, PDA e laptop. Queste batterie forniscono molto bene a bassa potenza per lungo tempo. Hanno una densità di carica specifica molto elevata, il che significa che possono immagazzinare una quantità significativa di energia elettrica in un piccolo volume. Tuttavia, questa concentrazione di energia si traduce in una certa vulnerabilità delle batterie agli ioni di litio.

La chimica di processo delle batterie agli ioni di litio richiede una stretta aderenza alle tecniche di produzione e la contaminazione nella produzione di queste batterie spesso provoca il degrado della batteria. Molti ricorderanno di aver ricordato migliaia di laptop Dell e Apple nell'estate del 2006, quando si scoprì che le loro batterie prodotte da Sony contenevano agenti contaminanti che potevano provocarne il surriscaldamento. Le batterie al litio non tollerano il surriscaldamento, quindi spesso hanno circuiti elettronici integrati che garantiscono la loro sicurezza prevenendo il sovraccarico: la carica si interrompe quando la tensione raggiunge il limite.

Le batterie ai polimeri di litio che sono state sviluppate di recente sono la versione "a secco" delle batterie agli ioni di litio. Si comportano meglio alle alte temperature (oltre i 25 ° C) e consentono anche la produzione di batterie estremamente scariche, fino allo spessore di una carta di credito. A causa della natura della tecnologia di produzione, queste batterie sono molto costose e raramente giustificate rispetto alle batterie agli ioni di litio più convenzionali.

Le batterie al litio ferro fosfato sono le più adatte per i sistemi di alimentazione. Vedere il collegamento per informazioni dettagliate su questo tipo di batteria. Puoi acquistare tali batterie nel nostro negozio.

Recentemente, sul mercato russo sono apparse batterie al litio-ferro-fosfato relativamente economiche prodotte dallo stabilimento Liotech. Le capacità prodotte sono da 250 A * h, pertanto il loro utilizzo è limitato da sistemi relativamente potenti di alimentazione autonoma o di backup. Inoltre, ci sono recensioni contrastanti su queste batterie.

Uno degli ultimi sviluppi sono le batterie al titanato di litio. Hanno una durata fino a 25.000 mila cicli.

Schemi elettrici e di collegamento

Schema pittorico semplificato (clicca per ingrandire)	Descrizione
	Schema elettrico standard per serbatoi inerziali "vuoti" ad una caldaia a combustibile solido. Viene utilizzato quando nell'impianto di riscaldamento è presente un solo portatore di calore (in entrambi i circuiti: a monte e a valle del serbatoio), la stessa pressione di esercizio ammissibile.
	Lo schema è simile al precedente, ma ipotizzando l'installazione di una valvola termostatica a tre vie. Con una tale disposizione, è possibile regolare la temperatura dei dispositivi di riscaldamento, il che consente di utilizzare il calore accumulato nel serbatoio in modo ancora più economico.
	Schema di collegamento per accumulatori di calore con scambiatori di calore aggiuntivi.Come già accennato più di una volta, viene utilizzato nel caso in cui si supponga di utilizzare un refrigerante diverso o una pressione di esercizio più elevata in un piccolo circuito.
	Schema dell'organizzazione della fornitura di acqua calda (se nel serbatoio è presente uno scambiatore di calore corrispondente).
	Lo schema ipotizza l'utilizzo di 2 fonti indipendenti di energia termica. Nell'esempio, questa è una caldaia elettrica. Le sorgenti vengono collegate in ordine decrescente di salto termico (dall'alto verso il basso). Nell'esempio, prima viene la fonte principale - una caldaia a combustibile solido, di seguito - una caldaia elettrica ausiliaria.

Come fonte aggiuntiva di calore, ad esempio, al posto di una caldaia elettrica, è possibile utilizzare un riscaldatore elettrico tubolare (TEN). Nella maggior parte dei modelli moderni, è già previsto per la sua installazione mediante flangia o giunto. Installando un elemento riscaldante nel tubo di derivazione corrispondente, è possibile sostituire parzialmente la caldaia elettrica o ancora una volta fare a meno di accendere una caldaia a combustibile solido.

È importante capire che si tratta di schemi elettrici semplificati e non completi. Per garantire il controllo, la contabilità e la sicurezza del sistema, un gruppo di sicurezza è installato sull'alimentazione della caldaia. Inoltre, è importante prendersi cura del funzionamento del CO in caso di interruzione di corrente, da allora non c'è abbastanza energia per alimentare la pompa di circolazione dalla termocoppia delle caldaie non volatili. La mancanza di circolazione del liquido di raffreddamento e l'accumulo di calore nello scambiatore di calore della caldaia molto probabilmente porterà a una rottura del circuito e uno svuotamento di emergenza del sistema, è possibile che la caldaia si bruci.

Pertanto, per motivi di sicurezza, è necessario occuparsi di garantire il funzionamento del sistema almeno fino a quando il segnalibro non è completamente bruciato. Per questo, viene utilizzato un generatore, la cui potenza viene selezionata in base alle caratteristiche della caldaia e alla durata della combustione di 1 inserto di carburante.

Differenza dallo schema di riscaldamento standard

Un sistema dotato di accumulatore di calore per il riscaldamento dell'acqua calda funziona in modo completamente diverso. Il dispositivo non è complicato, è montato abbastanza rapidamente. La sua installazione risolverà contemporaneamente diversi problemi importanti per il supporto vitale della proprietà della casa.

Affinché il sistema funzioni in modo diverso, è necessario installare un serbatoio di accumulo per la caldaia con un efficace isolamento termico multistrato tra la caldaia e le tubazioni attraverso le quali l'acqua scorre ai radiatori.

All'interno del serbatoio sono presenti vari scambiatori di calore per la fornitura di acqua calda e sistemi di riscaldamento. L'acqua riscaldata dalla caldaia all'interno dell'accumulatore rimarrà calda a lungo. Sarà distribuito gradualmente attraverso due canali contemporaneamente: approvvigionamento idrico e riscaldamento.

Usando l'esempio di una capacità del serbatoio di 350 litri, si può immaginare il risparmio di carburante. Un accumulatore che soddisfa le esigenze di riscaldamento e acqua calda di una famiglia standard può avere:

• volume da 350 a 3500 litri;
• diametro da 0,7 m. a 1,8 m.;
• altezza da 1,8 ma 5,6 m.

Gli scambiatori di calore per la fornitura di acqua calda e il sistema di riscaldamento sono installati nell'accumulatore. I dispositivi di sicurezza richiedono un'attenzione particolare:

• manometro;
• gruppo valvole;
• ugelli di uscita dell'aria,

Inoltre, l'accumulatore è dotato di dispositivi di controllo della temperatura e della pressione. Tutto ciò gli consente di regolare importanti processi legati alla fornitura di acqua calda e riscaldamento degli ambienti.

Come connettere

Una persona che ha incontrato molte volte il dispositivo dei sistemi di riscaldamento dovrebbe facilmente creare un accumulatore di calore con le proprie mani e fare ulteriori collegamenti. Tale lavoro non dovrebbe essere troppo difficile per un principiante.

In parole, lo schema di collegamento può essere descritto come segue:

1. Durante il transito attraverso l'intero serbatoio, una tubazione di ritorno deve passare attraverso l'accumulatore di calore, alle sue estremità deve essere previsto un ingresso e un'uscita da un pollice e mezzo
2. Innanzitutto, il ritorno della caldaia e il serbatoio sono collegati tra loro. Tra di loro dovrebbe esserci una pompa di circolazione che convoglia l'acqua dalla canna alla valvola di intercettazione, al vaso di espansione e al riscaldatore.
3. Anche la pompa di circolazione e la valvola di intercettazione sono montate sul secondo lato
4. È necessario collegare la tubazione di alimentazione per analogia con quella precedente, ma ora le pompe di calore non sono installate

Vale la pena notare che l'accumulatore di calore è collegato in questo modo a un sistema di riscaldamento funzionante sulla base di una sola caldaia. Se il loro numero aumenta, lo schema diventerà molto più complicato.

Il contenitore deve essere inoltre dotato di un termometro, sensori di pressione interni e una valvola di esplosione. Accumulando costantemente calore, la canna può surriscaldarsi nel tempo. La sovrapressione deve essere scaricata periodicamente per evitare esplosioni.

Accumulatore di calore e diversi tipi di sistemi di riscaldamento

L'accumulatore di calore può essere installato in combinazione con diversi sistemi di riscaldamento. Interagendo con ciascuno di essi, offre una serie di vantaggi e si ripaga rapidamente.

I più comuni sono gli accumulatori di calore, installati insieme ad apparecchiature di riscaldamento funzionanti con combustibili solidi, in cui la quantità di residui è minima. Avendo portato l'efficienza al massimo possibile, riscaldano molto rapidamente i radiatori del riscaldamento, che presto si consumano. È meglio risparmiare una parte dell'energia generata e utilizzarla quando se ne presenta veramente la necessità.

La tariffa doppia dell'elettricità notturna è un problema per i proprietari di caldaie elettriche. Pertanto, durante il giorno, l'accumulatore di calore accumulerà calore in sé a un costo più favorevole e di notte lo darà all'impianto di riscaldamento.

Installazioni simili sono utilizzate in sistemi multicircuito, distribuendo l'acqua tra i circuiti. Se le tubazioni vengono installate ad altezze differenti, è possibile estrarre acqua a temperature differenti.

Opzioni di ammodernamento

Guardando il più semplice accumulatore di calore con le proprie mani, una persona con una formazione in ingegneria probabilmente penserà alle opzioni per la sua modernizzazione. Questo può essere fatto nei seguenti modi:

• Al di sotto è installato un altro scambiatore di calore, attraverso il quale è possibile accumulare l'energia ricevuta dal collettore solare.
• È possibile suddividere lo spazio interno della vasca in più sezioni, comunicanti tra loro, in modo che la stratificazione del liquido per temperatura sia più pronunciata
• Spendere soldi per l'isolamento termico o no, ognuno decide da solo. Ma pochi centimetri di schiuma di poliuretano ridurranno significativamente la perdita di calore.
• Aumentando il numero di diramazioni sarà possibile montare l'unità su impianti di riscaldamento più complessi con più circuiti funzionanti in modo indipendente
• È possibile realizzare uno scambiatore di calore aggiuntivo in cui si accumulerà l'acqua potabile

Video - Accumulatore di calore in una casa con un focolare periodico

https://youtube.com/watch?v=rgMQG7RLCew

Riassumendo

Assolutamente tutti possono raccogliere accumulatori di calore con le proprie mani. Non è necessario per lui acquistare attrezzature costose e il modello più semplice è costituito da componenti che una brava persona ha sempre nel garage o nella dispensa.

Tutti coloro che non si fidano dei dispositivi fatti in casa possono familiarizzare con un'ampia selezione di modelli nei mercati. Il loro costo è più che accettabile ei fondi investiti ripagano rapidamente.