Utilisation d'un accumulateur de chaleur au quotidien
L'accumulateur thermique est devenu un appareil indispensable pour de nombreux systèmes de chauffage modernes. Avec cet ajout, il est possible d'assurer l'accumulation de l'énergie excédentaire générée dans la chaudière et généralement gaspillée. Si nous considérons les modèles d'accumulateurs de chaleur, la plupart d'entre eux ressemblent à un réservoir en acier, qui comporte plusieurs buses supérieures et inférieures. La source de chaleur est connectée à ce dernier, tandis que les consommateurs sont connectés au premier. À l'intérieur se trouve un liquide qui peut être utilisé pour résoudre divers problèmes.
L'accumulateur thermique est utilisé assez souvent dans la vie quotidienne. Son travail repose sur l'impressionnante capacité calorifique de l'eau. Le fonctionnement de ce dispositif peut être décrit comme suit. La canalisation de l'équipement de la chaudière est reliée à la partie supérieure du réservoir. Un liquide de refroidissement chaud pénètre dans le réservoir, qui s'avère être chauffé au maximum.
La pompe de circulation est en bas. Il prend de l'eau froide et la fait passer dans le système de chauffage, en la dirigeant vers la chaudière. Le liquide refroidi est remplacé par un liquide chauffé en peu de temps. Dès que la chaudière cesse de fonctionner, le liquide de refroidissement commence à refroidir dans les tuyaux et les canalisations. L'eau pénètre dans le réservoir, où elle commence à déplacer le liquide de refroidissement chaud dans les tuyaux. Le chauffage de la pièce continuera pendant un certain temps selon ce principe.
Volume de la batterie tampon
Voyons combien de stockage de chaleur devrait être. Il existe différentes opinions, qui sont basées sur le calcul basé sur:
- superficie des locaux;
- puissance de la chaudière.
Jetons un coup d'œil à chacun d'eux. Si vous partez de la zone de la pièce, il ne peut y avoir de recommandations exactes. Étant donné que de nombreux facteurs affectent la durée de vie de la batterie du système sans chaudière, le principal est la perte de chaleur de la pièce. Plus la maison est isolée, plus longtemps le ballon tampon pourra fournir de la chaleur au logement.
Un calcul approximatif, basé sur la superficie de la pièce, est que le volume de l'accumulateur de chaleur doit être quatre fois supérieur au nombre de mètres carrés. Par exemple, une maison d'une superficie de 200 mètres carrés convient à un TA d'un volume de 800 litres.
Bien sûr, plus le réservoir est grand, mieux c'est, mais pour chauffer une plus grande quantité de liquide de refroidissement, il faut plus de puissance de chauffage. Le calcul de la puissance de la chaudière est effectué en fonction de la surface chauffée. Un kilowatt chauffe dix mètres. Vous pouvez également mettre un réservoir de cinq tonnes, seulement si la chaudière ne tire pas de tels volumes, il ne servira à rien d'installer un si grand accumulateur de chaleur. Vous devez donc apporter des ajustements au calcul de la puissance de la chaudière elle-même.
Il s'avère que, peut-être, il est plus correct de faire un calcul basé sur la puissance de la chaudière. Prenons par exemple la même maison de 200 m². Un calcul approximatif du volume du réservoir tampon est le suivant - un kilowatt d'énergie chauffe 25 litres de liquide de refroidissement. Autrement dit, s'il y a un radiateur d'une puissance de 20 W, le volume du TA devrait être d'environ 500 litres, ce qui n'est clairement pas suffisant pour un tel logement.
Sur la base des résultats des calculs, nous pouvons conclure que si vous envisagez d'installer un accumulateur de chaleur, vous devez en tenir compte lors du choix de la puissance de la chaudière et prendre non pas un, mais deux kilowatts par dix mètres de surface chauffée. Ce n'est qu'alors que le système sera équilibré. Le volume de TA affecte également le calcul de la capacité du détendeur. Un vase d'expansion est un vase d'expansion qui compense la dilatation thermique du liquide de refroidissement. Pour calculer son volume, vous devez prendre le volume total du liquide de refroidissement dans le circuit, y compris la capacité du réservoir tampon, et diviser par dix.
Quand est-il rentable d'installer un accumulateur de chaleur
Vous avez une chaudière à combustible solide ;
Vous êtes chauffé à l'électricité ;
Des capteurs solaires ont été ajoutés pour aider au chauffage;
Il est possible d'utiliser la chaleur des unités et des machines.
Le cas le plus courant d'utilisation d'un accumulateur de chaleur est lorsqu'une chaudière à combustible solide est utilisée comme source de chaleur. Quiconque a utilisé une chaudière à combustible solide pour chauffer sa maison sait quel confort peut être atteint avec un tel système de chauffage. Inondé - déshabillé, brûlé - habillé. Le matin, dans une maison avec une telle source de chaleur, vous ne voulez pas sortir de sous les couvertures. Il est très difficile de réguler le processus de combustion dans une chaudière à combustible solide, il faut chauffer à la fois à + 10C et à -40C. La combustion et la quantité de chaleur générée seront les mêmes, seule cette même chaleur est nécessaire de manière complètement différente. Que faire? De quelle efficacité peut-on parler lorsqu'il faut ouvrir les fenêtres à température positive. Il ne peut être question d'aucun confort.
Le schéma d'installation d'une chaudière à combustible solide avec accumulateur de chaleur est une solution idéale pour une maison privée, lorsque vous souhaitez à la fois confort et économie. Avec une telle disposition, vous faites fondre une chaudière à combustible solide, chauffez de l'eau dans un accumulateur thermique et obtenez autant de chaleur que nécessaire. Dans ce cas, la chaudière fonctionnera à la puissance maximale et avec le rendement le plus élevé. Quelle quantité de chaleur le bois ou le charbon donnera, tant sera stocké.
Deuxième option. Installation d'un accumulateur de chaleur avec une chaudière électrique. Cette solution fonctionnera si vous avez un compteur d'électricité à deux tarifs. Nous stockons la chaleur au tarif de nuit, nous l'utilisons de jour comme de nuit. Si vous décidez d'utiliser un tel système de chauffage, il est préférable de rechercher un accumulateur de chaleur avec la possibilité d'installer un radiateur électrique directement dans le canon. Un radiateur électrique est moins cher qu'une chaudière électrique et le matériel pour attacher la chaudière n'est pas nécessaire. Moins les travaux d'installation de la chaudière électrique. Pouvez-vous imaginer combien vous pouvez économiser ?
La troisième option est lorsqu'il y a un capteur solaire. Toute la chaleur excédentaire peut être rejetée dans un accumulateur de chaleur. En demi-saison, d'excellentes économies sont réalisées.
Système d'Isentropic
Le système, développé par la société britannique Isentropic, aujourd'hui en faillite, fonctionnait comme suit. Il comprenait deux conteneurs isothermes remplis de pierre concassée ou de gravier; une cuve chauffée qui stocke l'énergie thermique à haute température et pression, et une cuve froide qui stocke l'énergie thermique à basse température et pression. Les cuves sont reliées par des tuyaux en haut et en bas, et l'ensemble du système est rempli d'un gaz inerte, l'argon.
Pendant le cycle de charge, le système utilise l'électricité hors pointe pour agir comme une pompe à chaleur. L'argon du haut d'un récipient froid à une température et une pression comparables à la pression atmosphérique est comprimé adiabatiquement à une pression de 12 bars, chauffé à environ 500C (900F). Le gaz comprimé est distillé au sommet d'un récipient chauffé, où il s'infiltre à travers le gravier, transférant sa chaleur à la roche et se refroidissant à température ambiante. Refroidi, mais toujours sous pression, le gaz se dépose au fond de la cuve, où il se détend à nouveau (à nouveau de manière adiabatique) jusqu'à 1 bar et une température de -150C. Ensuite, le gaz froid passe à travers un récipient froid, où il refroidit la roche, la réchauffant jusqu'à son état d'origine.
L'énergie est reconvertie en électricité lorsque le cycle est inversé. Le gaz chaud du récipient chauffé se dilate pour démarrer le générateur et est ensuite envoyé dans un entrepôt frigorifique. Le gaz refroidi s'élevant du fond du récipient froid est comprimé, chauffant le gaz à température ambiante. Le gaz est ensuite dirigé vers le fond du récipient chauffé pour être à nouveau chauffé.
Les processus de compression et de détente sont assurés par un compresseur alternatif spécialement conçu utilisant des vannes coulissantes. La chaleur supplémentaire générée lors des défaillances du procédé est rejetée dans l'environnement par des échangeurs de chaleur pendant le cycle de décharge.
Le développeur affirme qu'une efficacité de cycle de 72 à 80 % est tout à fait réelle.Cela permet de le comparer au stockage d'énergie d'une centrale à accumulation par pompage dont le rendement est supérieur à 80 %.
Un autre système proposé utilise des turbines et est capable de gérer des quantités d'énergie beaucoup plus élevées. L'utilisation de réchauffeurs de sel comme stockage d'énergie fera avancer la recherche.
Technologie du sel fondu
La chaleur sensible des sels fondus est également utilisée pour stocker l'énergie solaire à des températures élevées. Les sels fondus peuvent être utilisés comme méthode de stockage de l'énergie thermique résiduelle. Il s'agit pour l'instant d'une technologie commerciale de stockage de la chaleur collectée par des concentrateurs solaires (provenant par exemple de centrales solaires de type tour ou de cylindres paraboliques). La chaleur peut ensuite être convertie en vapeur surchauffée pour alimenter des turbines à vapeur conventionnelles et produire de l'électricité par mauvais temps ou la nuit. Cela a été démontré en 1995-1999 dans le cadre du projet Solar Two. Les estimations de 2006 prévoyaient une efficacité annuelle de 99%, se référant à une comparaison de l'énergie stockée sous forme de chaleur avant conversion en électricité et conversion directe de chaleur en électricité. Divers mélanges eutectiques de sels sont utilisés (par exemple, nitrate de sodium, nitrate de potassium et nitrate de calcium). L'utilisation de tels systèmes comme fluide caloporteur est perceptible dans les industries chimiques et métallurgiques.
Le sel fond à 131C (268F). Il est stocké à l'état liquide à 288C (550F) dans des conteneurs de stockage "froids" isolés. Le sel liquide est pompé à travers des panneaux de capteurs solaires, où la chaleur solaire focalisée le chauffe jusqu'à 566C (1 051F). Il est ensuite envoyé dans un réservoir de stockage chaud. L'isolation du réservoir elle-même peut être utilisée pour stocker de l'énergie thermique pendant une semaine. En cas de besoin d'électricité, le sel fondu chaud est pompé dans un générateur de vapeur conventionnel pour produire de la vapeur surchauffée et faire fonctionner un groupe électrogène à turbine standard utilisé dans n'importe quelle centrale au charbon, au pétrole ou nucléaire. Une turbine de 100 MW nécessiterait un navire de 9,1 m (30 pi) de haut et 24 m (79 pi) de diamètre pour la faire fonctionner en quatre heures de la même manière.
Un réservoir unique avec une plaque de séparation pour le stockage des sels fondus froids et chauds est en cours de développement. Il sera beaucoup plus économique d'obtenir 100 % de stockage d'énergie en plus par unité de volume par rapport aux réservoirs jumelés, car le réservoir de stockage de sel fondu est assez coûteux en raison de sa conception complexe. Les réchauffeurs de sel sont également utilisés pour stocker l'énergie dans les sels fondus.
Plusieurs centrales paraboliques en Espagne et Solar Reserve, un développeur de tours solaires, utilisent ce concept pour stocker l'énergie thermique. La centrale électrique de Solana aux États-Unis peut stocker de l'énergie dans des sels fondus, qui sont générés pendant 6 heures. À l'été 2013, la centrale électrique Gemasolar Thermosolar, fonctionnant à la fois comme concentrateur solaire et centrale à sel fondu en Espagne, a pour la première fois réussi à produire de l'électricité en continu pendant 36 jours.
Pourquoi un accumulateur de chaleur est-il nécessaire et comment fonctionne-t-il
Ceux dont le logement est chauffé avec une chaudière à combustible solide savent à quel point il est difficile d'atteindre une température stable dans les batteries. Étant donné que la température dans le four de chauffage change constamment et qu'il est pratiquement impossible d'influencer ce processus. Et comment faire cela lorsque le combustible est mis dans le four et qu'il a déjà flambé? Vous pouvez, bien sûr, couvrir l'alimentation en air, mais l'effet sera subtil et à long terme. En d'autres termes, il n'est pas possible d'agir rapidement.
Le deuxième problème est le temps entre les chargements de carburant. Naturellement, moins vous avez besoin de jeter du bois de chauffage ou du charbon dans la chaudière, mieux c'est, moins il y a de tracas. Pour résoudre ces deux problèmes, vous pouvez installer des réservoirs de stockage pour le chauffage. Ce que c'est?
Un accumulateur de chaleur (TA) est un réservoir tampon étanche de grand volume, dans lequel la chaleur s'accumule pendant le fonctionnement de la chaudière. Une fois que tout le combustible a brûlé dans la chaudière, le ballon tampon installé dans le système de chauffage libère progressivement la chaleur accumulée dans le circuit. Cela réduit le nombre de charges de combustible et augmente l'efficacité du réchauffeur.
À l'intérieur de l'accumulateur de chaleur se trouve un liquide de refroidissement. Il peut s'agir d'eau ou d'antigel, alors qu'il faut comprendre que c'est le même liquide de refroidissement qui circule dans tout le circuit. Le principe de fonctionnement du réservoir de batterie dans le système de chauffage:
- la chaudière chauffe l'eau et entre dans le TA, qui est constamment rempli de liquide de refroidissement;
- puis le fluide caloporteur passe dans le circuit de chauffage, en cédant une partie de la chaleur au volume total du liquide réservoir ;
- progressivement la température de l'eau dans l'accumulateur de chaleur augmente;
- du circuit, le retour arrive aussi au TA ;
- du ballon tampon, le flux de retour est transféré à la chaudière.
Schéma de raccordement TA
L'alimentation en eau du réservoir de stockage pour le chauffage s'effectue en haut et le retour sort en bas. Ces flux se déplacent dans le réservoir dans des directions différentes. Le problème est qu'ils se croisent et qu'il y a échange de chaleur. Sinon, aucun stockage de chaleur ne se produira. Dans ce cas, il faut non seulement mélanger l'eau dans le récipient, mais le faire correctement.
Qu'est-ce que ça veut dire? La circulation doit être réglée de manière à ce que le débit d'alimentation descende vers le débit de retour, tandis que le débit de retour ne doit pas remonter. Seulement dans ce cas, la couche de liquide située entre les flux se réchauffera.
La circulation est réglée en sélectionnant la puissance des pompes avant et après le ballon de stockage pour le chauffage, ainsi qu'en réglant l'une des trois vitesses de leur fonctionnement
Il est important de mettre des filtres pour le système de chauffage devant les pompes. Sinon, la pompe de circulation devra peut-être être réparée.
Outre le fait que le ballon de stockage du système de chauffage chauffe la maison, un circuit d'eau chaude peut y être installé. De plus, l'unité est équipée de sources de chauffage supplémentaires, qui agissent comme des sources auxiliaires.
L'accumulateur de chaleur cesse de prendre une partie de la chaleur du liquide de refroidissement qui lui est fourni uniquement s'il est complètement chargé. C'est-à-dire que la température de l'eau est la même dans toutes les couches et est égale à la température d'alimentation de la chaudière.
Accumulateur thermique à faire soi-même
La complexité de fabrication des ballons tampons pour le chauffage réside dans la réalisation d'une isolation thermique fiable. Pour cela, vous ne pouvez pas utiliser un baril ordinaire ou un récipient similaire. En plus de ce paramètre, la capacité du radiateur de chauffage doit supporter la charge d'eau sur les parois et les éventuels chocs hydrauliques.
La conception la plus simple est un cube, à l'intérieur duquel se trouve un pipeline en forme de U ou une bobine de tuyau en cuivre. Ce dernier est préférable car il possède une grande surface d'échange thermique et le cuivre a une valeur de conductivité thermique optimale. Cette conception est reliée à une autoroute commune. Pour la fabrication d'un réservoir de système de chauffage, vous aurez besoin de tôles d'acier d'une épaisseur d'au moins 1,5 mm et d'un tuyau métallique. Son diamètre doit être égal à la section transversale de la canalisation dans cette section de chauffage.
L'ensemble minimum d'outils comprend les éléments suivants :
- Machine de soudage;
- Meuleuse d'angle (bulgare);
- Percer avec des forets pour le métal;
- Outil de mesure.
Le moyen le plus simple consiste à fabriquer un récipient pour chauffer des radiateurs de forme cubique. Un dessin est établi à l'avance, selon lequel tous les travaux ultérieurs seront effectués. La présence d'un élément chauffant n'est pas obligatoire, mais préférable. Il pourra maintenir le niveau de chauffage de l'eau au bon niveau.
La procédure de fabrication d'un accumulateur de chaleur
Tout d'abord, des feuilles rectangulaires sont découpées, dont le corps du réservoir du système de chauffage sera composé.A ce stade, vous devez tenir compte de l'écart de soudage - il peut aller de 1 à 3 mm, selon l'appareil et les électrodes sélectionnées. Ensuite, des trous sont découpés dans les ébauches pour fixer le pipeline, l'élément chauffant et les buses pour remplir le récipient. Les radiateurs en fonte ne peuvent pas être fixés directement dessus. Par conséquent, il est nécessaire de calculer les pertes de chaleur du réservoir vers le radiateur.
Après avoir assemblé la structure, vous devez réaliser l'isolation thermique du corps. Pour un réservoir de chauffage à accumulation, il est préférable d'utiliser une isolation en basalte. Il a les qualités importantes suivantes :
Pas chaud. La fusion se produit à des températures supérieures à 700°C ;
Facile à installer. La laine de basalte est assez élastique ;
Possède des propriétés de pare-vapeur
Ceci est important pour l'évacuation des condensats qui s'accumuleront inévitablement sur le corps du ballon de stockage lors du chauffage.
L'utilisation de matériaux polymères (mousse de polystyrène ou polystyrène) est inacceptable, car ils appartiennent au groupe des inflammables. L'isolation thermique du ballon tampon est mieux réalisée après le raccordement au système de chauffage. De cette manière, les pertes de chaleur au niveau des tuyaux d'entrée et de sortie peuvent être réduites.
Un vieux réservoir en acier peut être utilisé comme conteneur. Mais l'épaisseur de sa paroi ne doit pas être inférieure à 1,5 mm.
La conception du réservoir de stockage pour le chauffage
Vue en coupe d'un ballon tampon pour le chauffage
Examinons maintenant de plus près la conception de l'accumulateur de chaleur. Si le réservoir est destiné uniquement au circuit de chauffage, sa conception est assez simple :
- boîtier étanche;
- couche d'isolation ;
- tuyau de dérivation dans la partie supérieure pour l'alimentation ;
- tuyau de retour en bas.
Rien d'autre n'est requis, mais s'il est nécessaire que le réservoir de stockage pour le chauffage chauffe également l'eau pour les besoins domestiques, un serpentin en cuivre et, bien sûr, deux tuyaux de dérivation (entrée / sortie) sont intégrés dans le corps du réservoir. L'eau froide est raccordée au tuyau d'arrivée. Il traverse le serpentin et se réchauffe à partir du liquide de refroidissement qui se trouve dans le réservoir tampon. L'eau déjà chauffée sort du réservoir, qui alimente les robinets de la salle de bain et de la cuisine. Dans le même temps, la longueur de la bobine de cuivre dépend de la durée pendant laquelle l'eau restera à l'intérieur du TA et, par conséquent, de la quantité de chaleur qu'elle chauffera.
La conception HE peut avoir non seulement plusieurs circuits de transfert de chaleur, mais également plusieurs sources de chauffage. Ainsi, le chauffage du liquide de refroidissement dans le réservoir peut être effectué de plusieurs manières:
- du radiateur;
- provenant de radiateurs électriques.
Les radiateurs électriques peuvent être alimentés directement dans le réseau et s'allumer si nécessaire. De plus, les réservoirs tampons modernes pour accumulateurs de chauffage sont équipés d'un élément chauffant connecté à des panneaux solaires, ce qui vous permet d'utiliser l'énergie solaire gratuite.
Comme toujours, les artisans souhaitent savoir s'il est possible de fabriquer un réservoir de batterie pour le chauffage de leurs propres mains. Bien sûr, vous pouvez si vos mains sont en place, mais il est impossible de dire que c'est très simple.
Ce à quoi vous devez faire attention :
- le haut du réservoir ne doit pas être plat, sinon il s'écrasera sous la pression;
- les tuyaux d'alimentation et de retour doivent être dans les bons plans ;
- toute la structure est absolument scellée;
- métal d'environ 5 mm d'épaisseur.
Ci-dessous dans la vidéo, vous pouvez voir comment l'un des artisans a fabriqué un réservoir de stockage pour le chauffage de ses propres mains à partir d'un tonneau.
Quoi d'autre que vous devez savoir sur les caractéristiques d'utilisation dans la vie quotidienne
A ce jour, il existe plusieurs méthodes pour calculer le volume d'un réservoir. Comme le montre l'expérience, pour chaque kilowatt de puissance d'équipement, 25 litres d'eau sont nécessaires. L'efficacité de la chaudière, qui répond à la nécessité d'un système de chauffage avec accumulateur de chaleur, s'élève à 84%. Le pic de combustion est nivelé, grâce à cela, les ressources énergétiques sont économisées jusqu'à 30%.
L'accumulateur thermique assure le maintien de la température grâce à une isolation thermique fiable en mousse de polyuréthane. De plus, il est possible d'installer des éléments chauffants, qui permettent, si nécessaire, de chauffer de l'eau.
Raccordement de la tuyauterie de l'accumulateur de chaleur au système de chauffage
En règle générale, le ballon tampon est connecté au système de chauffage en parallèle avec la chaudière de chauffage, c'est pourquoi ce schéma est également appelé schéma de tuyauterie de la chaudière.
Donnons le schéma habituel de raccordement de TA à un système de chauffage avec une chaudière à combustible solide (pour simplifier le schéma, les vannes d'arrêt, l'automatisation, les dispositifs de contrôle et autres équipements n'y sont pas indiqués).
Schéma de tuyauterie simplifié de l'accumulateur de chaleur
Ce diagramme montre les éléments suivants :
- Chaudière de chauffage.
- Accumulateur thermique.
- Appareils de chauffage (radiateurs).
- Pompe de circulation dans la conduite de retour entre la chaudière et le réchauffeur.
- La pompe de circulation dans la conduite de retour du système entre les appareils de chauffage et le TA.
- Échangeur de chaleur (serpentin) pour l'alimentation en eau chaude.
- Échangeur de chaleur relié à une source de chaleur supplémentaire.
L'un des tuyaux supérieurs du réservoir (pos. 2) est raccordé à la sortie de la chaudière (pos. 1) et le second est raccordé directement à la conduite d'alimentation du système de chauffage.
L'un des tuyaux de dérivation inférieurs du HE est connecté à l'entrée de la chaudière, tandis qu'une pompe (pos. 4) est installée dans la canalisation entre eux, ce qui assure la circulation du fluide de travail en cercle de la chaudière au HE et vice versa.
Le deuxième tuyau de dérivation inférieur QUI est connecté à la conduite de retour du système de chauffage, dans lequel une pompe (pos. 5) est également installée, qui fournit l'alimentation en liquide de refroidissement chauffé aux appareils de chauffage.
Pour assurer le fonctionnement du système de chauffage en cas de panne de courant soudaine ou de panne des pompes de circulation, celles-ci sont généralement connectées en parallèle à la ligne principale.
Dans les systèmes à circulation naturelle du liquide de refroidissement, il n'y a pas de pompes de circulation (pos. 4 et 5). Cela augmente considérablement l'inertie du système et le rend en même temps complètement non volatil.
L'échangeur de chaleur ECS (pos. 6) est situé dans la partie supérieure du HE.
L'emplacement de l'échangeur de chaleur supplémentaire (pos. 7) dépend du type de source d'apport de chaleur :
- pour les sources à haute température (résistance, chaudière gaz ou électrique) il est placé en partie haute du ballon tampon ;
- pour ceux à basse température (capteur solaire, pompe à chaleur) - en bas.
Les échangeurs de chaleur indiqués sur le schéma sont en option (pos. 6 et 7).
Calcul de l'accumulateur de chaleur
La formule de calcul est très simple :
Q = mc(T2-T1), où :
Q est la chaleur accumulée ;
m est la masse d'eau dans le réservoir ;
c est la capacité calorifique spécifique du fluide caloporteur en J / (kg * K), pour de l'eau égale à 4200;
T2 et T1 sont les températures initiale et finale du liquide de refroidissement.
Disons que nous avons un système de chauffage par radiateur. Les radiateurs sont sélectionnés pour le régime de température 70/50/20. Celles. lorsque la température dans le réservoir de la batterie descend en dessous de 70 ° C, nous commencerons à ressentir un manque de chaleur, c'est-à-dire simplement à geler. Calculons quand cela se produit.
90 est notre T1
70 est T2
20 - température ambiante. Nous n'en avons pas besoin dans nos calculs.
Disons que nous avons un accumulateur de chaleur pour 1000 litres (1m3)
Nous considérons la réserve de chaleur.
Q
\u003d 1000 * 4200 * (90-70) \u003d 84 000 000 J ou 84 000 kJ
1 kWh = 3600 kJ
84000/3600=23,3 kW de chaleur
Si la perte de chaleur à la maison est de 5 kW pendant une période froide de cinq jours, alors nous avons suffisamment de chaleur stockée pour près de 5 heures. En conséquence, si la température est supérieure à celle calculée pour une période froide de cinq jours, l'accumulateur de chaleur suffira plus longtemps.
Le choix du volume de l'accumulateur thermique dépend de vos tâches. Si vous avez besoin de lisser la température, réglez un petit volume. Si vous avez besoin d'accumuler de la chaleur le soir pour vous réveiller dans une maison chaude le matin, vous avez besoin d'une grande unité. Qu'il y ait une deuxième tâche. De 2300 à 0700 - il doit y avoir un apport de chaleur.
Supposons que la perte de chaleur soit de 6 kW et que le régime de température du système de chauffage soit de 40/30/20. Le liquide de refroidissement dans l'accumulateur de chaleur peut être chauffé jusqu'à 90C
Temps de stockage 8 heures. 6*8=48kW
M
=
Q
/4200*(T2-T1)
48*3600=172800 kJ
V
=172800/4200*50=0.822 m3
Un accumulateur de chaleur de 800 à 1000 litres satisfera nos exigences.
Stockage d'énergie solaire
Les systèmes de chauffage solaire les plus répandus peuvent stocker de l'énergie de quelques heures à plusieurs jours. Cependant, il y a eu une augmentation du nombre d'installations utilisant le stockage d'énergie thermique saisonnier (SHS), qui permet de stocker l'énergie solaire en été pour l'utiliser pour le chauffage des locaux en hiver. La communauté solaire Drake Lanling de l'Alberta, au Canada, a maintenant appris à utiliser 97 % de l'énergie solaire toute l'année, un record rendu possible uniquement par l'utilisation de SATE.
L'utilisation de la chaleur latente et sensible est également possible dans les systèmes de réception solaires thermiques à haute température. Divers mélanges eutectiques de métaux tels que l'aluminium et le silicium (AlSi12) offrent un point de fusion élevé pour une production de vapeur efficace, tandis que les mélanges d'alumine à base de ciment offrent de bonnes propriétés de stockage de la chaleur.
Technologie d'alliage à la frontière de la solubilité
Les alliages à la limite de solubilité sont basés sur le changement de phase du métal afin de stocker l'énergie thermique.
Au lieu de pomper du métal liquide entre les réservoirs comme dans un système de sel fondu, le métal est encapsulé dans un autre métal avec lequel il ne peut pas fusionner (non miscible). Selon le choix de deux matériaux (matériau à changement de phase et matériau de la capsule), la densité de stockage d'énergie peut être de 0,2 à 2 MJ/L.
Le milieu de travail, généralement de l'eau ou de la vapeur, est utilisé pour transférer la chaleur vers et depuis l'alliage à la limite de solubilité. La conductivité thermique de ces alliages est souvent supérieure (jusqu'à 400 W/m*K) à celle des technologies concurrentes, ce qui signifie un « chargement » et un « déchargement » possibles plus rapides du stockage thermique. La technologie n'a pas encore été mise en œuvre pour une utilisation à l'échelle industrielle.
Fabriquer un accumulateur de chaleur de vos propres mains
Le modèle de batterie le plus simple peut être fabriqué indépendamment, tandis que vous devez être guidé par les principes du thermos. En raison des parois qui ne conduisent pas la chaleur, le liquide restera chaud pendant longtemps. Pour le travail, vous devez préparer:
- Scotch;
- dalle en béton;
- matériau d'isolation thermique;
- des tuyaux en cuivre ou des éléments chauffants.
Lors de sa fabrication, lors du choix d'un réservoir, il est nécessaire de prendre en compte la capacité souhaitée, elle doit commencer à partir de 150 litres. Vous pouvez ramasser n'importe quel baril de métal. Mais si vous choisissez un volume inférieur à celui mentionné, le sens est perdu. Le conteneur est préparé, la poussière et les débris sont retirés de l'intérieur, les zones où la corrosion a commencé à se former doivent être traitées en conséquence.
Avantages de l'utilisation d'un accumulateur de chaleur dans une maison avec isolation
Si votre site n'a pas de trésor national - le gaz principal, il est temps de penser au bon système de chauffage. Le meilleur moment est celui où le projet est en cours de préparation, et le pire moment est celui où vous vivez déjà dans la maison et réalisez que le chauffage coûte très cher.
Une maison idéale pour installer une chaudière à combustible solide et un accumulateur de chaleur est un bâtiment avec une bonne isolation et un système de chauffage à basse température. Plus l'isolation est bonne, moins il y a de perte de chaleur et plus longtemps votre accumulateur de chaleur pourra maintenir une chaleur confortable.
Système de chauffage basse température. Ci-dessus, nous avons donné un exemple avec des radiateurs lorsque le régime de température était de 90/70/20. En mode basse température, les conditions seront - 35/30/20. Sentir la différence. Dans le premier cas, déjà lorsque la température descend en dessous de 90 degrés, vous ressentirez un manque de chaleur. Dans le cas d'un système à basse température, vous pouvez dormir paisiblement jusqu'au matin. Pourquoi être sans fondement. Calculons simplement les avantages.
Nous avons calculé la méthode ci-dessus.
Variante avec système de chauffage à basse température
Q
=1000*4200*(90-35)=231
000
000 J (231000 kJ)
231000/3600=64,2kW.C'est presque trois fois plus avec le même volume d'accumulateur de chaleur. Avec une perte de chaleur - 5 kW, cette réserve est suffisante pour toute la nuit.
Et maintenant sur les finances. Supposons que nous ayons monté un accumulateur de chaleur avec des radiateurs électriques. Nous stockons au tarif de nuit. Puissance Tenov - 10 kW. 5 kW vont au chauffage actuel de la maison la nuit, nous pouvons stocker 5 kW pour la journée. Tarif de nuit du 23-00 au 07-00. 8 heures.
8*5=40kW. Celles. pendant la journée, nous utiliserons le tarif de nuit pendant 8 heures.
Depuis le 1er janvier 2015, dans le territoire de Krasnodar, le tarif journalier est de 3,85, le tarif de nuit est de 2,15.
La différence est de 3,85-2,15 \u003d 1,7 roubles
40 * 1,7 = 68 roubles. Le montant semble faible, mais ne vous précipitez pas. Ci-dessus, nous avons donné des liens vers une maison isolée et une autre non isolée. Imaginez que vous ayez fait une erreur - la maison est construite, vous avez déjà passé la première saison de chauffage et réalisé que le chauffage à l'électricité coûte très cher. Ci-dessus, nous avons donné un exemple de perte de chaleur dans une maison non isolée. Dans l'exemple, la perte de chaleur est de 18891 watts. C'est un jour de semaine froid. La moyenne pour la saison de chauffage sera exactement 2 fois inférieure et sera de 9,5 kW.
Par conséquent, pour la saison de chauffage, nous avons besoin de 24 * 149 * 9,5 = 33972 kW
En roubles 16 heures, 2/3 (22648) au tarif journalier, 1/3 (11324 kW) la nuit.
22648 * 3,85 = 87195 roubles
11324 * 3,85 = 24346 roubles
Total : 111541 roubles. Le chiffre de la chaleur est tout simplement terrifiant. Un tel montant peut dévaster n'importe quel budget. Si vous stockez de la chaleur la nuit, vous pouvez économiser. 38502 roubles pour la saison de chauffage. Grosses économies. Si vous avez de telles dépenses, il est nécessaire de mettre une chaudière à combustible solide ou une cheminée avec une chemise d'eau en paire avec la chaudière électrique. Il y a du temps et du désir - ils ont jeté du bois de chauffage, stocké de la chaleur dans un accumulateur thermique et fini le reste avec de l'électricité.
Dans une maison isolée avec un accumulateur de chaleur, le coût de la saison de chauffage sera comparable à des maisons similaires non isolées qui ont du gaz principal.
Notre choix lorsqu'il n'y a pas de gaz principal est le suivant :
Maison bien isolée;
Système de chauffage à basse température ;
Accumulateur thermique ;
Chaudière à combustible solide ou foyer à eau ;
Chaudière électrique.
Si vous avez une chaudière à combustible solide dans votre maison, sachez qu'elle ne peut pas fonctionner longtemps sans intervention humaine. Cela est dû à la nécessité de charger périodiquement du bois de chauffage dans la chambre de combustion. Si cela n'est pas fait à temps, le système commencera à se refroidir et la température dans les pièces chutera.
Si l'électricité est coupée lorsque le foyer s'embrase, il y aura un risque d'ébullition de l'eau dans l'enveloppe de l'équipement, ce qui entraînera sa destruction. Ces problèmes peuvent être résolus en installant un accumulateur de chaleur. Il remplit également le rôle de protection des installations en fonte contre la fissuration lors d'une forte baisse de la température de l'eau du réseau.
Conclusion
Un accumulateur de chaleur pour une fusée est un appareil qui est loin de la compréhension d'un consommateur ordinaire. Mais vous pouvez facilement connecter vous-même l'accumulateur de chaleur pour le système de chauffage. Pour ce faire, une canalisation de retour devra traverser le réservoir, aux extrémités duquel une sortie et une entrée sont prévues.
Lors de la première étape, le réservoir et le retour de la chaudière doivent être connectés l'un à l'autre. Entre eux, il y a une pompe de circulation, elle distillera le liquide de refroidissement du baril vers la vanne d'arrêt, les réchauffeurs et le vase d'expansion. Du deuxième côté, une pompe de circulation et une vanne d'arrêt sont installées.
Source photo - site http://www.devi-ekb.ru
En utilisant le stockage d'énergie thermique, il est possible de déplacer de manière rentable la consommation de gigawatts d'énergie. Mais aujourd'hui, le marché de ces disques est catastrophiquement petit par rapport au potentiel. La raison principale réside dans le fait qu'au stade initial de l'émergence des systèmes de stockage de chaleur, les fabricants ont accordé peu d'attention à la recherche dans ce domaine.Par la suite, les fabricants à la recherche de nouvelles incitations ont conduit au fait que la technologie s'est détériorée et que les gens ont commencé à mal comprendre ses objectifs et ses méthodes.
La raison la plus évidente et la plus objective d'utiliser un système de stockage de chaleur est de réduire efficacement la quantité d'argent dépensée en énergie consommée, de plus, le coût de l'énergie pendant les heures de pointe est beaucoup plus élevé qu'à d'autres moments.
