Расчет будем проводить на примере оборудования тороговой марки Buderus.
Для домов, где нет возможности или дорого подключить газ, Buderus предлагает решение с твердотопливным котлом и буферной емкостью. Твердотопливные котлы Buderus в комбинации с буферной емкостью обеспечат наилучший комфорт в доме и сократят Ваши расходы на отопление в 3-4 раза.
С помощью буферного бака-накопителя достигается наилучший эксплуатационный режим теплоснабжения, особенно если применяется интеллектуальный регулятор для системы отопления.
Тепло, не используемое в какой-либо конкретный момент времени для отопления, переходит на промежуточное хранение в буферную емкость и оттуда по мере необходимости дозировано подается в систему отопления. После сгорания загруженного топлива отдача тепла осуществляется исключительно из буферного бака.
Схема альтернативного независимого теплоснабжения Buderus: твердотопливный котел + буферная емкость + система регулирования Logamatic.
Этот метод определения объема бака-накопителя основан на энергетическом балансе количества выделяемой и потребляемой энергии. Т. е. буферная емкость должна забрать всю полезную энергию топлива, производимую твердотопливным котлом с полностью загруженной топкой (когда тепло не отбирается отопительной системой). После пересчета единиц измерения, подстановки приблизительных значений плотности и удельной теплоемкости и применения опытных значений получена формула для расчета объема буферного бака:
Расчетные величины:
Vб.б. - объем буферного бака, в литрах;
QK - номинальная мощность котла, в кВт;
tв - номинальное время выгорания топлива, в часах.
В течение большей части отопительного периода требуется лишь минимальная доля номинальной потребности в тепле. Для наиболее часто встречающегося рабочего режима (при средней температуре наружного воздуха за отопительный период) выбирается оптимальный режим работы отопительной установки.
Альтернативный способ расчета буферной емкости - по заданному пользователем максимальному (предусмотренному) количеству времени работы отопительного котла в сутки.
Расчетные величины:
Vб.б. - объём буферного бака, в литрах;
Qn - расчетная отопительная нагрузка, в кВт;
QК - номинальная мощность котла, в кВт;
tр.к. - максимальное (предусмотренное) время работы котла в сутки, в часах;
tR - расчетная температура в обратном трубопроводе, в °С.
Для примера рассчитаем сколько нужно дерева, для того чтобы обеспечить теплом дом площадью 250 м2 при условии, если он будет отапливаться твердотопливным котлом без буферной емкости и с буферной емкостью.
Данные для расчета:
- Стальной твердотопливный котел Buderus Logano S111 -2-32 D;
- Номинальная теплопроизводительность котла: Qкотла = 28 кВт;
- Расчетная отопительная нагрузка: QN = 25 кВт;
- Коэффициент полезного действия: nср = 78%;
- Используемое топливо: дерево с теплотворной способностью Q HP = 4,1 кВт*ч/кг и влажностью d = 20%;
- Продолжительность горения одной загрузки топлива при номинальной мощности: tr≈4ч;
Расчет:
1. Объем буферного бака-накопителя:
2. Из формулы (3) определяем время работы котла в сутки с буферной емкостью в среднем за отопительный период:
3. Количество ежедневных загрузок топки котла с буферной емкостью в среднем за отопительный период:
4. Расход топлива (дерева) в час:
5. Расход топлива (дерева) за отопительный период:
tр.к. сут. без буф. емк. - время работы котла в сутки без буферной емкости в среднем за отопительный период (при среднем количестве загрузок топки котла в сутки за отопительный период ≈ 3,5 раза), час;
Дот.п ~ длительность отопительного периода, сутки.
Сокращение расхода дерева за отопительный период составит ≈ 13630 кг.
Срок окупаемости буферной емкости PS 1500 л с теплоизоляцией (ближайшей по объему по отношению к расчетному значению) в зависимости от стоимости дерева составит от 2 до 5 лет.
При применении интеллектуальных систем регулирования Buderus Logamatic 4121/4323 для распределения накопленного тепла из буферной емкости достигается сокращение расхода топлива за отопительный период в 3-4 раза!