Комбіновані системи теплопостачання: майбутнє опалювальної техніки

Значною перевагою водяних систем опалення є можливість використовувати тепло із різних джерел енергії. Комбіновані системи теплопостачання можуть включати котли, що працюють на газі та рідкому паливі, а також альтернативні джерела - геотермічні теплові насоси, сонячні колектори, котли, що працюють на дровах, та пристрої для утилізації тепла.

Комбіновані системи теплопостачання дозволяють максимально ефективно використовувати тепло із тимчасово доступних джерел. Очевидно, що сонячна енергія надходить лише тоді, коли світить сонце, а тепло від спалювання дров чи брикетів є лише тоді, коли горить вогонь. Надходження теплової енергії від геотермічного теплового насоса може бути економічно вигідним лише у періоди дії знижених тарифів на комунальні послуги. Ще більше ускладнює ситуацію те, що температура води, яку забезпечують такі джерела теплової енергії, може дуже відрізнятися.

Яким чином можна створити систему, що об*єднує два або три такі джерела? Одним із варіантів може бути встановлення комплекту ретельно розроблених засобів управління. Ці пристрої можуть спільно визначати пріоритет джерела тепла в залежності від поточних та очікуваних навантажень, вартості експлуатації пристрою, температури та інтенсивності тепловіддачі кожного пристрою. Також буде доцільним вирішити питання запобігання переключенню між різними джерелами тепла на короткі періоди.Оскільки доцільність визначена, звернемо увагу об*єднання цих пристроїв системою труб. Подібна система включатиме різні пристрої - змішувальні клапани, трубопроводи першого та другого контуру, теплообмінники та накопичувальні резервуари. Такий підхід є складним та водночас дорогим.

Новий вузол

Багато європейських виробників визнали необхідність комбінування кількох джерел теплової енергії, об*єднаних в єдину систему. Це має особливе значення з огляду на збільшення використання відновлюваних джерел енергії. У такому варіанті використовується один великий накопичувальний резервуар - акумулятор теплової енергії.

Кожен джерело тепла протягом своєї дії "постачає" тепло в теплоакумулятор. Маса води приймає це тепло без різких змін температури, сприяє захисту джерел теплової енергії від перемикань через короткий проміжок часу.

Акумулятори теплової енергії діють у режимах опалення приміщень та нагрівання води для побутових потреб. У загальній конфігурації використовується внутрішній теплообмінник, розташований у нижній частині резервуара, щоб отримувати енергію від сонячних колекторів. Таке розміщення теплообмінника забезпечує можливість роботи контуру колектора за найнижчої можливої ​​температури з максимальною ефективністю.

Інший теплообмінник, розташований у верхній частині резервуара, використовується для забезпечення додаткового нагріву від котла. Таким чином, теплообмінник має можливість швидко підвищувати температуру води у верхній частині резервуара, не змінюючи температурне розшарування в резервуарі (наприклад, утримувати теплу воду у верхній частині, а холодну у нижній). Джерело теплової енергії, підключене до верхнього теплообмінника, діятиме так, щоб підтримувати потрібну температуру гарячої води, призначеної для побутових потреб.

Інші акумулятори теплової енергії призначені для зберігання води для обігріву приміщень у корпусі основного резервуару. Питна вода нагрівається у невеликому внутрішньому резервуарі, розташованому у верхній частині основного бака. Внутрішній резервуар повністю оточений гарячою водою і таким чином створюється достатня поверхня для швидкої передачі тепла до питної води, що знаходиться в резервуарі.

Ще один варіант - негерметичний резервуар з поліпропілену, де постійно знаходиться вода, яка використовується як теплоносій. Всі підсистеми підігрівають цю воду або відбирають її тепло за допомогою теплообмінника або внутрішнього резервуара. Перевага цієї конструкції - у теплообміннику знаходяться мінімальні обсяги води, призначеної для побутового використання, знижує ймовірність розмноження легіонел. Зауважте, що невеликий об*єм гарячої води не означає низької продуктивності. У резервуарі завжди достатньо теплоти, що міститься в гарячій воді, що зберігається в резервуарі, і одразу передається через теплообмінник потоку води.

Переваги акумуляторів теплової енергії

Акумулятори теплової енергії надають низку переваг, які посилюють один одного, зокрема:

- Зменшення втрат тепла в режимі очікування завдяки досконалій ізоляції та зменшенню площі поверхні, пов*язаної з окремим буферним резервуаром та допоміжним водонагрівачем.

- Компактність усієї системи.

- Щодо високої інтенсивності подачі гарячої води протягом години.

- Здатність забезпечувати гідравлічний поділ між контурами джерела та навантаження.

- Можливість не використовувати пальникові блоки.

- Інтерес до систем опалення з використанням сонячної енергії швидко зростає, тому зараз для більшості виробників настав час виступити з власними акумуляторами теплової енергії, оскільки зростає кількість споживачів, які готові знайти їм найкраще застосування.