Capacidade tampão (acumulador de calor) - para que serve, vantagens e desvantagens

A maior desvantagem das caldeiras de combustível sólido é sua ciclicidade: em carga e combustão máximas, um pico (muitas vezes excessivo) de potência térmica é atingido, que diminui constantemente para 0 (atenuação completa) e é renovado por uma nova carga de combustível. Este ciclo não permite um sistema de aquecimento controlado de forma estável, rápida e precisa.

A suavização da transferência de calor desigual das caldeiras TT permite o tanque buffer (também é um acumulador de calor), que acumula o calor em excesso durante o pico de operação da unidade de caldeira. No entanto, existem muitas nuances na escolha e cálculo do volume necessário de um acumulador de calor.

O que é um tanque tampão para uma caldeira de combustível sólido

Um tanque pulmão (também um acumulador de calor) é um tanque de certo volume cheio de um refrigerante, cujo objetivo é acumular o excesso de energia térmica e depois distribuí-la de forma mais racional para aquecer uma casa ou fornecer água quente (AQS )

Para que serve e quão eficaz é

Na maioria das vezes, o tanque tampão é usado com caldeiras de combustível sólido, que têm uma certa ciclicidade, e isso também se aplica a caldeiras TT de longa queima. Após a ignição, a transferência de calor do combustível na câmara de combustão aumenta rapidamente e atinge seus valores de pico, após os quais a geração de energia térmica é extinta, e quando ela morre, quando um novo lote de combustível não é carregado, para completamente .

As únicas exceções são as caldeiras de bunker com alimentação automática, onde, devido a um abastecimento regular e uniforme de combustível, a combustão ocorre com a mesma transferência de calor.

Com tal ciclicidade, durante o período de resfriamento ou atenuação, a energia térmica pode não ser suficiente para manter uma temperatura confortável na casa. Ao mesmo tempo, durante o período de pico de produção de calor, a temperatura na casa é muito mais alta do que a confortável, e parte do excesso de calor da câmara de combustão simplesmente voa para a chaminé, que não é a mais eficiente e uso econômico de combustível.

Um diagrama visual da conexão do tanque pulmão, mostrando o princípio de seu funcionamento.

A eficiência do tanque tampão é melhor compreendida em um exemplo específico. Um m3 de água (1000 l), quando resfriado a 1 ° C, libera 1-1,16 kW de calor. Tomemos como exemplo uma casa média com uma alvenaria convencional de 2 tijolos com uma área de 100 m2, cuja perda de calor é de aproximadamente 10 kW. Um acumulador de calor de 750 litros, aquecido por várias abas a 80 ° C e resfriado a 40 ° C, dará ao sistema de aquecimento cerca de 30 kW de calor. Para a casa mencionada, isso é igual a 3 horas adicionais de aquecimento da bateria.

Por vezes, também é utilizado um tanque tampão em combinação com uma caldeira eléctrica, o que se justifica no aquecimento nocturno: com tarifas de electricidade reduzidas. No entanto, tal esquema raramente se justifica, pois para acumular calor suficiente para o aquecimento diurno durante a noite, não é necessário um tanque de 2 ou mesmo 3 mil litros.

Dispositivo e princípio de operação

O acumulador de calor é, via de regra, um tanque cilíndrico vertical vedado, às vezes com isolamento térmico adicional. Ele é um intermediário entre a caldeira e os dispositivos de aquecimento. Os modelos standard estão equipados com ligação de 2 pares de bicos: primeiro par - alimentação e retorno da caldeira (circuito pequeno); o segundo par é o fornecimento e retorno do circuito de aquecimento, divorciados em casa. O pequeno circuito e o circuito de aquecimento não se sobrepõem.

O princípio de operação de um acumulador de calor em conjunto com uma caldeira de combustível sólido é simples:

Depois de acender a caldeira, a bomba de circulação bombeia constantemente o refrigerante em um pequeno circuito (entre o trocador de calor da caldeira e o tanque). A alimentação da caldeira é conectada ao ramal superior do acumulador de calor e o retorno ao inferior. Graças a isso, todo o tanque tampão é preenchido suavemente com água aquecida, sem um movimento vertical pronunciado de água quente.
Por outro lado, a alimentação dos radiadores de aquecimento é conectada na parte superior do tanque pulmão, e o retorno é conectado na parte inferior. O transportador de calor pode circular sem bomba (se o sistema de aquecimento for projetado para circulação natural) e com força. Novamente, esse esquema de conexão minimiza a mistura vertical, de modo que o tanque tampão transfere o calor acumulado para as baterias de forma gradual e mais uniforme.

Se o volume e outras características do tanque pulmão para uma caldeira de combustível sólido forem selecionados corretamente, as perdas de calor podem ser minimizadas, o que afetará não apenas a economia de combustível, mas também o conforto do forno. O calor acumulado em um acumulador de calor bem isolado é retido por 30-40 horas ou mais.

Além disso, devido a um volume suficiente, muito maior do que no sistema de aquecimento, acumula-se absolutamente todo o calor liberado (de acordo com o rendimento da caldeira). Já após 1-3 horas do forno, mesmo com amortecimento completo, um acumulador de calor totalmente "carregado" está disponível.

Tipos de estruturas

foto	Dispositivo de tanque tampão	Descrição das características distintivas
	Tanque tampão padrão, previamente descrito, com conexão direta na parte superior e inferior.	Esses designs são os mais baratos e mais comumente usados. Adequado para sistemas de aquecimento padrão onde todos os circuitos têm a mesma pressão operacional máxima permitida, o mesmo transportador de calor e a temperatura da água aquecida pela caldeira não excede o máximo permitido para radiadores.
Tanque tampão com um trocador de calor interno adicional (geralmente na forma de uma bobina).	Um dispositivo com um trocador de calor adicional é necessário a uma pressão maior de um pequeno circuito, o que é inaceitável para aquecer radiadores. Se um trocador de calor adicional for conectado com um par separado de bicos, uma fonte de calor adicional (segunda) pode ser conectada, por exemplo, caldeira TT + caldeira elétrica. Você também pode separar o refrigerante (por exemplo: água no circuito adicional; anticongelante no sistema de aquecimento)
	Tanque de armazenamento com um circuito adicional e outro circuito para AQS. O trocador de calor para abastecimento de água quente é feito de ligas que não violam as normas e requisitos sanitários para a água utilizada para cozinhar.	É utilizado como substituto de uma caldeira de circuito duplo. Além disso, tem a vantagem de fornecer água quente quase instantânea, enquanto uma caldeira de circuito duplo requer 15-20 segundos para prepará-la e entregá-la ao ponto de consumo.
Um projeto semelhante ao projeto anterior, no entanto, o trocador de calor AQS não é feito na forma de uma bobina, mas na forma de um tanque interno separado.	Além dos benefícios descritos acima, o tanque interno remove as limitações na capacidade de água quente. Todo o volume do reservatório de AQS pode ser utilizado para consumo simultâneo ilimitado, após o qual é necessário tempo para aquecimento. Normalmente, o volume do tanque interno é suficiente para pelo menos 2 a 4 pessoas tomando banho seguidas.

Qualquer um dos tipos de tanques tampão descritos acima pode ter um maior número de pares de bicos, o que permite diferenciar os parâmetros do sistema de aquecimento por zonas, conectar adicionalmente um piso aquecido a água, etc.

Baterias HR para UPS

Algumas baterias são comercializadas especificamente pelo fabricante como baterias para UPS. Com a mesma massa (e às vezes as mesmas dimensões), essas baterias, durante descargas curtas (10-30 minutos), fornecem mais capacidade do que as baterias convencionais. O aumento do tempo de operação do UPS pode ser superior a 50% (com tempos de descarga de cerca de 10 minutos).Durante descargas de longo prazo, essas "baterias UPS" não têm nenhuma vantagem sobre as convencionais.

Na CSB e em alguns outros fabricantes, essas baterias são designadas como HR (do inglês high rate - high rate, high power). Essas baterias podem, é claro, ser usadas não apenas como baterias para no-break. Eles são benéficos para todas as aplicações onde é necessário um sistema de energia compacto com bateria de curta duração.

Avaliações de acumuladores de calor domésticos para caldeiras: vantagens e desvantagens

Benefícios	desvantagens
Uso muito mais eficiente de combustíveis sólidos, resultando em maior economia	O sistema só se justifica com uso constante. No caso de residência intermitente em casa e gravetos, por exemplo, apenas nos finais de semana, o sistema demora para se aquecer. No caso de trabalho de curto prazo, a eficácia será questionável.
Estendendo os tempos de ciclo e reduzindo a frequência de enchimento de combustível sólido	O sistema requer circulação forçada, que é fornecida por uma bomba de circulação. Conseqüentemente, tal sistema é volátil.
Maior conforto devido à operação do sistema de aquecimento mais estável e personalizável	Fundos adicionais são necessários para equipar um sistema de aquecimento usando uma caldeira de aquecimento indireto. O custo de tanques tampão baratos começa em 25 mil rublos + custos de segurança (um gerador em caso de queda de energia e um estabilizador de tensão, caso contrário, na ausência de circulação de refrigerante, na melhor das hipóteses, pode ocorrer superaquecimento e queima da caldeira).
Possibilidade de fornecimento de água quente	O tanque tampão, especialmente para 750 litros ou mais, é de tamanho considerável e requer um espaço adicional de 2-4 m2 na sala da caldeira.
A capacidade de conectar várias fontes de calor, a capacidade de diferenciar o refrigerante	Para eficiência máxima, a caldeira deve ter pelo menos 40-60% mais energia do que o mínimo necessário para aquecer a casa.
Conectar um tanque pulmão é um processo simples, pode ser feito sem o envolvimento de especialistas

desvantagens

O grande tamanho do tanque de armazenamento torna difícil a instalação em um edifício residencial padrão. A capacidade mínima do buffer é de cerca de 500 litros, e sua instalação exigirá 60 cm de espaço livre a um metro e meio de altura. O uso de isolamento para as obras já ocupará 80 cm de área útil. Um tanque para uma tonelada de água terá um metro de largura e dois metros de altura, o que dificilmente permitirá que você o carregue através das portas e o coloque no quarto.

A instalação de estruturas deste tipo requer a alocação de uma sala separada para o forno. A decisão final sobre a possibilidade de instalação é feita após a visita dos representantes da entidade construtora ao local.

Como escolher um tanque tampão

Cálculo do volume mínimo necessário

O parâmetro mais importante que deve ser determinado de imediato é o volume do recipiente. Deve ser o maior possível para maximizar a eficiência, mas até um certo limite para que a caldeira tenha energia suficiente para “carregá-la”.

O cálculo do volume do tanque tampão para uma caldeira de combustível sólido é feito de acordo com a fórmula:

m = Q / (k * c * Δt)

Onde, m - a massa do refrigerante, após o cálculo não é difícil convertê-la em litros (1 kg de água ~ 1 dm3);
Q - a quantidade de calor necessária é calculada como: potência da caldeira * período de atividade - perda de calor em casa * período de atividade da caldeira;
k - eficiência da caldeira;
c - capacidade térmica específica do refrigerante (para água, este é um valor conhecido - 4,19 kJ / kg * ° C = 1,16 kW / m3 * ° C);
Δt - a diferença de temperatura nos tubos de alimentação e retorno da caldeira, as leituras são feitas quando o sistema está estável.

Por exemplo, para uma casa média com 2 tijolos e área de 100 m2, a perda de calor é de aproximadamente 10 kW / h.Consequentemente, a quantidade necessária de calor (Q) para manter o equilíbrio = 10 kW. A casa é aquecida por uma caldeira de 14 kW com uma eficiência de 88%, lenha na qual se queima em 3 horas (período de atividade da caldeira). A temperatura no tubo de alimentação é de 85 ° C e no tubo de retorno - 50 ° C.

Primeiro você precisa calcular a quantidade necessária de calor.

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

Como resultado, m = 12 / 0,88 * 1,16 * (85-50) = 0,336 t = 0,336 metros cúbicos ou 336 litros... Esta é a capacidade mínima de buffer necessária. Com essa capacidade, após a queima do marcador (3 horas), o acumulador de calor acumulará e distribuirá mais 12 kW de calor. Para o exemplo de casa, isso significa mais de 1 hora extra de baterias quentes em uma guia.

Assim, os indicadores dependem da qualidade do combustível, da pureza do refrigerante, da precisão dos dados iniciais, portanto, na prática, o resultado pode diferir em 10-15%.

Calculadora para calcular a capacidade mínima de armazenamento de calor necessária

Número de trocadores de calor

Trocadores de calor internos de cobre do tanque de armazenamento.
Depois de selecionar o volume, a segunda coisa que você deve prestar atenção é a presença de trocadores de calor e sua quantidade. A escolha depende dos desejos, requisitos para CO e do diagrama de conexão do tanque. Para o sistema de aquecimento mais simples, um modelo vazio sem trocadores de calor é suficiente.

Porém, se for planejada uma circulação natural no circuito de aquecimento, é necessário um trocador de calor adicional, pois o pequeno circuito da caldeira só pode funcionar com circulação forçada. A pressão é então mais alta do que em um circuito de aquecimento de circulação natural. Trocadores de calor adicionais também são necessários para fornecer abastecimento de água quente ou para conectar o aquecimento de piso.

Pressão máxima permitida

Ao escolher um tanque tampão com trocador de calor adicional, preste atenção à pressão máxima de operação permitida, que não deve ser menor do que em qualquer um dos circuitos de aquecimento. Os modelos de tanques sem trocadores de calor são geralmente projetados para pressões internas de até 6 bar, o que é mais do que suficiente para o CO médio.

Material do recipiente interno

No momento, existem 2 opções para a fabricação de um tanque interno:

aço carbono macio - Revestido com um revestimento anticorrosivo impermeável, tem menor custo, é utilizado em modelos de baixo custo;
aço inoxidável - mais caro, mas mais confiável e durável.

Alguns fabricantes também instalam proteção de parede adicional no contêiner. Na maioria das vezes, é, por exemplo, uma haste de anóide de magnésio no centro do tanque, que protege as paredes do tanque e dos trocadores de calor do crescimento de uma camada de sais sólidos. No entanto, esses elementos precisam de limpeza periódica.

Outros critérios de seleção

Depois de determinar com os principais critérios técnicos, você pode prestar atenção a parâmetros adicionais que aumentam a eficiência e o conforto de uso:

a capacidade de conectar um elemento de aquecimento para aquecimento adicional da rede elétrica, bem como instrumentação adicional, que é montada com uma conexão roscada ou de manga (mas em nenhum caso soldada);
a presença de uma camada de isolamento térmico - nos modelos mais caros de acumuladores de calor existe uma camada de material isolante de calor entre o tanque interno e a casca externa, o que contribui para uma retenção de calor ainda mais longa (até 4-5 dias);
peso e dimensões - todos os parâmetros acima afetam o peso e as dimensões do tanque pulmão, por isso vale a pena decidir com antecedência como ele será inserido na sala da caldeira.

Cálculo do acumulador de calor

O cálculo da capacidade de armazenamento do buffer requer atenção cuidadosa. Em primeiro lugar, é necessário determinar para que fins o recipiente será utilizado.Se para reduzir a inércia durante o funcionamento de uma caldeira a combustível sólido, utilizam-se fórmulas, para funcionamento na ausência de eletricidade em bombas de calor - outras. Em primeiro lugar, considere um sistema com uma caldeira de combustível sólido.

Alternativamente, você pode aplicar a fórmula mais simples, que permite selecionar aproximadamente a capacidade do tanque, dependendo da potência da caldeira. Por exemplo, recomenda-se selecionar o volume do acumulador de calor na faixa de 40–80 litros por 1 kW de potência da caldeira. Este método é simples, mas não confiável.

Como durante a estação de aquecimento apenas uma pequena parte da demanda total de calor é necessária, ao usar, levando em consideração a temperatura média do ar externo durante o período de aquecimento, você pode selecionar o modo de sistema ideal. Para fazer isso, é necessário calcular a capacidade de acordo com a fórmula: V = 2246 * ((2,5-Qn / Q)) / (73-0,4 * T) * Qn (Qn é a carga de aquecimento calculada para o objeto, T é o "retorno" calculado da temperatura).

A bomba de calor requer princípios ligeiramente diferentes para a escolha de um tanque tampão. Os acumuladores de calor para tais sistemas são selecionados com base em princípios diferentes. Por exemplo, para otimizar a operação do sistema ao longo do tempo, você pode usar a proporção de 20–25 litros de volume útil do acumulador de calor para cada kW de potência da bomba de calor.

Um tanque tampão bem escolhido e fabricado permitirá que você organize um sistema de aquecimento confortável sem consumo desnecessário de eletricidade, combustível e dinheiro.

Os fabricantes e modelos mais conhecidos: características e preços

Sunsystem PS 200

Um acumulador de calor padrão de baixo custo, perfeito para uma caldeira de combustível sólido em uma pequena casa particular com uma área de até 100-120 m2. Por design, este é um tanque comum, sem trocadores de calor. O volume do recipiente é de 200 litros a uma pressão máxima permitida de 3 bar. Por um custo baixo, o modelo possui uma camada de isolamento térmico de poliuretano de 50 mm, capacidade de conectar um elemento de aquecimento.

Preço: uma média de 30.000 rublos.

Hajdu AQ PT 500 C

Um dos melhores modelos de tanques pulmão por seu preço, equipado com um trocador de calor embutido. Volume - 500 l, pressão admissível - 3 bar. Uma excelente opção para uma moradia com área de 150-300 m2 com grande reserva de marcha de uma caldeira a combustível sólido. A linha inclui modelos de diversos tamanhos.

A partir de um volume de 500 litros, os modelos (opcional) são equipados com uma camada de isolamento térmico de poliuretano + um invólucro em couro artificial. A instalação de elementos de aquecimento é possível. O modelo é conhecido por avaliações extremamente positivas do proprietário, confiabilidade e durabilidade. País de origem: Hungria.

O custo: 36.000 rublos.

S-TANK NO PRESTIGE 300

Outro tanque tampão barato de 300 litros. Por design, é um tanque de armazenamento sem trocadores de calor adicionais com uma pressão operacional máxima permitida de 6 bar. As paredes internas, como nos casos anteriores, são de aço carbono. A principal diferença é uma camada significativa e ecologicamente correta de isolamento térmico feito de material de poliéster de acordo com a tecnologia NOFIRE, ou seja, calor de alta classe e resistência ao fogo. País de origem: Bielo-Rússia

O custo: 39.000 rublos.

ACV LCA 750 1 CO TP

Um tanque tampão caro e de alto desempenho de 750 l com um trocador de calor tubular adicional para fornecimento de água quente, projetado para caldeiras com grande reserva de energia.

As paredes internas são revestidas com esmalte protetor, há uma camada de isolamento térmico de alta qualidade de 100 mm. Um ânodo de magnésio é instalado dentro do tanque, o que evita o acúmulo de uma camada de sais sólidos (existem 3 ânodos sobressalentes no kit). A instalação de elementos de aquecimento e instrumentação adicional é possível. País de origem: Bélgica.

O custo: 168.000 rublos.

Benefícios

Uma vantagem significativa dos tanques de armazenamento é a capacidade de conectá-los a vários dispositivos de aquecimento.

Adicionar um termostato ao circuito de trabalho permitirá que você ajuste a prioridade de ligar os aquecedores, bem como desligá-los em caso de temperatura suficiente.

As vantagens adicionais de tais projetos incluem:

aumentando a segurança da estrutura devido à sua automação;
regulação da temperatura do edifício em cada um dos seus pisos;
custos mínimos para conexão de caldeiras a gás ou combustível sólido;
facilidade de instalação adicional de bomba de calor ou coletores solares.

Preços: tabela de resumo

Modelo	Volume, l	Pressão operacional permitida, bar	Custo, esfregue
Sunsystem PS 200, Bulgária	200	3	30 000
Hajdu AQ PT 500 C, Hungria	500	3	36 000
S-TANK NO PRESTIGE 300, Bielo-Rússia	300	6	39 000
ACV LCA 750 1 CO TP, Bélgica	750	8	168 000

Os principais tipos de baterias

Existem 3 tecnologias de bateria principais: ácido de chumbo, alcalina e íon de lítio. Cada uma dessas tecnologias tem suas próprias vantagens e desvantagens exclusivas que determinam sua aplicação em diferentes casos. Consulte os links para obter mais detalhes sobre cada um dos tipos de bateria:

Arrancador de chumbo-ácido (automóvel)
AGM (selado)
gel selado
gel selado com eletrodos tubulares (OPzV)
gelificado com placas de espalhamento (série OPzS)
tração (geralmente com eletrólito líquido)
carbono

alcalino

ferro níquel

níquel-cádmio

hidreto metálico de níquel

íon-lítio (recentemente, o preço deles diminuiu e as baterias com uma longa vida útil - fosfato de ferro e lítio)

Baterias de chumbo-ácido

O tipo mais comum de AB são chumbo ácido

, ambos com eletrólito líquido e selados (recentemente se tornaram cada vez mais populares devido às reduções de preços).

Baterias especiais com placas espalhadoras

para uso em sistemas de fornecimento de energia autônomos, eles geralmente são montados a partir de baterias separadas de 2 volts conectadas juntas. ABs de menor capacidade com uma tensão de 6 e 12 volts também são usados, mas com menos frequência. Essas baterias são produzidas principalmente na Europa e nos EUA. Eles são comparativamente caros. Recentemente, essas baterias de fabricação chinesa surgiram no mercado russo. Com praticamente as mesmas características, as baterias chinesas são significativamente (uma vez e meia a duas vezes) mais baratas.

Baterias de tração

, ambos com eletrólito líquido e selados, são projetados para operação cíclica. As modificações do ciclo profundo têm parâmetros semelhantes. Eles são mais adequados para sistemas de alimentação autônomos. Eles são mais caros do que as baterias seladas convencionais, mas também têm uma vida útil mais longa.

Baterias de chumbo-ácido seladas têm o mesmo princípio de operação das baterias convencionais de arranque de automóveis. Esta é a tecnologia mais madura e, para alguns parâmetros exclusivos, nenhuma substituição foi encontrada. Essas baterias não devem ser descartadas em aterros sanitários, pois contêm chumbo e ácido sulfúrico altamente tóxicos. No entanto, são muito fáceis de reciclar e o chumbo pode ser reutilizado. Essas baterias carregam muito mais lentamente do que outras baterias (cerca de 5 vezes mais lento), mas são capazes de fornecer muito mais energia para abastecer consumidores poderosos.

A maior desvantagem das baterias de chumbo-ácido é seu peso. Por isso, eles têm o pior desempenho em termos de densidade de energia específica. No entanto, a ampla distribuição dos elementos usados nessas baterias e a simplicidade de sua produção determinam não apenas seu uso generalizado, mas também um preço muito mais baixo.

Vários tipos de baterias de chumbo-ácido são discutidos em detalhes no artigo "Tipos de baterias de chumbo-ácido".

Pilhas alcalinas

Uma bateria ácida não tolera descarga profunda, mas não se importa em recarregar em porções em todas as oportunidades.O alcalino, ao contrário, não gosta de dar altas correntes, mas correntes da ordem de 1/10 da capacidade estão prontas para ceder por muito tempo e até a exaustão. Ou seja, não só permite uma descarga completa, mas também acolhe de todas as maneiras possíveis (porque se você carregar uma bateria alcalina totalmente descarregada, ela não ganhará capacidade total - o chamado "efeito memória" é mais pronunciado no níquel- baterias de cádmio). Resumindo, você não pode carregar / descarregar uma bateria alcalina em partes - apenas "de e para". Mas com operação adequada (além de carregar / descarregar, isso implica na lavagem das latas e na substituição do eletrólito uma vez por temporada), os álcalis funcionam por até 20 anos (mais precisamente, 1000-1500 ciclos completos). Além disso, as baterias alcalinas não carregam bem com correntes baixas. Ou seja, a corrente flui através deles, mas não há cobrança.

Isso explica o fato de as baterias alcalinas não serem amplamente utilizadas em sistemas autônomos de fornecimento de energia com fontes de energia renováveis. Baterias seladas de níquel-cádmio e níquel-hidreto metálico

pode ser usado em alguns casos. Embora sejam muito mais caros do que os ácidos, eles têm uma vida útil muito longa e têm uma tensão mais estável durante o processo de descarga. Eles geralmente são usados em fontes de alimentação portáteis ou móveis. permitem que você armazene mais energia por kg de peso.

As baterias NiMh chegaram ao mercado predominante na década de 1980 como uma alternativa mais limpa às baterias de níquel-cádmio. As baterias de NiCd usam o elemento altamente tóxico cádmio em sua composição e, como o consumidor comum não pensa realmente em descartar baterias usadas, isso representou um grande problema para o meio ambiente. As desvantagens das baterias NiMh são sua autodescarga relativamente alta, que leva a uma perda de aproximadamente 30% da energia em 1 mês. Eles também carregam até 2x mais do que as baterias de lítio ou níquel-cádmio.

Embora os parâmetros elétricos das baterias NiMh não sejam tão bons quanto os do NiCd, as baterias NiMH são mais estáveis e sofrem menos com o "efeito memória" das baterias NiCd. Eles não precisam ser totalmente descarregados antes de recarregar, pois as baterias de NiCd exigem isso para evitar o crescimento de cristal interno que pode causar rachaduras na caixa da bateria. As baterias AA NiMh são iguais às baterias alcalinas convencionais e, portanto, são mais populares para uso em câmeras digitais e câmeras, reprodutores portáteis, rádios e lanternas.

As baterias de níquel-cádmio e níquel-ferro com eletrólito líquido são mais baratas do que as seladas, mas contêm eletrólito líquido, emitem gases durante o carregamento e requerem manutenção periódica e uma sala especial ventilada. O custo da energia armazenada em um ciclo de carga-descarga é comparável ou até mais barato do que as baterias seladas de chumbo-ácido.

Recomendamos o uso de baterias de níquel-ferro (geralmente são usadas como baterias de tração em veículos elétricos, bem como na ferrovia) apenas em um caso - como parte de um sistema autônomo de bateria a diesel, em que o gerador de combustível é a única fonte de energia. Sabemos por experiência própria que as baterias de chumbo-ácido não duram muito em tais sistemas - ciclos profundos e subcarga crônica fazem seu trabalho sujo. Nessas condições de operação, você pode suportar as desvantagens das baterias alcalinas como a impossibilidade de carregar com correntes baixas (você pode definir qualquer no gerador e, melhor ainda, se a corrente for grande, carregará mais rápido), o efeito memória (os ciclos serão apenas profundos) e baixa eficiência de carga. Para o sistema do gerador, o efeito memória não é importante - as baterias são descarregadas o máximo possível para dar partida no gerador o mais raramente possível.

Quanto à eficiência - se as baterias alcalinas puderem ser carregadas com alta corrente, sua baixa eficiência mais do que compensará com um modo de operação mais eficiente do gerador. Afinal, para recarregar baterias de chumbo, é necessário carregá-las com correntes baixas por muito tempo, ou seja, quase inativo do gerador. E nos limites de carga alcalina, essa é a temperatura das baterias, assim como a evolução do gás.

Enfatizamos mais uma vez que as baterias alcalinas não são adequadas para todos os sistemas de backup ou autônomo. Se houver painéis solares ou turbinas eólicas, ou seja, fontes que produzem diferentes correntes, incl. e não faz sentido colocar baterias alcalinas pequenas - a energia de pequenas correntes será simplesmente perdida sem benefício.

Baterias de íon-lítio e baterias de polímero de lítio

É uma das tecnologias mais recentes e está se desenvolvendo mais rápido do que outras. Existem várias variações nos processos químicos das tecnologias de íons de lítio, mas sua discussão não é abordada aqui. As baterias de íon de lítio são amplamente utilizadas em pequenos dispositivos eletrônicos, como telefones celulares, aparelhos e reprodutores de áudio, relógios eletrônicos, PDAs e laptops. Essas baterias fornecem muito bem com baixa energia por um longo tempo. Eles têm uma densidade de carga específica muito alta, o que significa que podem armazenar uma quantidade significativa de energia elétrica em um pequeno volume. No entanto, essa concentração de energia resulta em certa vulnerabilidade das baterias de íons de lítio.

A química do processo de baterias de íon-lítio requer aderência estrita às técnicas de fabricação, e a contaminação na fabricação dessas baterias freqüentemente resulta na degradação da bateria. Muitos devem se lembrar de lembrar de milhares de laptops Dell e Apple no verão de 2006, quando foi descoberto que suas baterias fabricadas pela Sony continham contaminantes que poderiam causar superaquecimento. As baterias de lítio não toleram superaquecimento, então muitas vezes têm circuitos eletrônicos embutidos que garantem sua segurança evitando sobrecarga - a carga para quando a tensão atinge seu limite.

As baterias de polímero de lítio que foram desenvolvidas recentemente são a versão 'seca' das baterias de íon de lítio. Eles se comportam melhor em altas temperaturas (acima de 25 ° C) e também permitem a fabricação de baterias extremamente descarregadas, da espessura de um cartão de crédito. Devido à natureza de sua tecnologia de fabricação, essas baterias são muito caras e raramente justificadas em comparação com as baterias de íon de lítio mais convencionais.

As baterias de fosfato de ferro-lítio são mais adequadas para sistemas de energia. Consulte o link para obter informações detalhadas sobre este tipo de bateria. Você pode comprar essas baterias em nossa loja.

Recentemente, baterias de fosfato de ferro-lítio relativamente baratas, fabricadas pela fábrica da Liotech, surgiram no mercado russo. As capacidades produzidas são de 250 A * h, portanto seu uso é limitado por sistemas relativamente potentes de alimentação autônoma ou reserva. Além disso, há críticas mistas sobre essas baterias.

Um dos mais recentes desenvolvimentos são as baterias de titanato de lítio. Eles têm uma vida útil de até 25.000 mil ciclos.

Diagramas de fiação e conexão

Diagrama pictórico simplificado (clique para ampliar)	Descrição
	Diagrama de fiação padrão para tanques tampão "vazios" para uma caldeira de combustível sólido. É utilizado quando existe um único portador de calor no sistema de aquecimento (em ambos os circuitos: antes e depois do reservatório), a mesma pressão de funcionamento permitida.
	O esquema é semelhante ao anterior, mas pressupõe a instalação de uma válvula termostática de três vias. Com essa disposição, a temperatura dos dispositivos de aquecimento pode ser ajustada, o que torna possível aproveitar o calor acumulado no tanque de forma ainda mais econômica.
	Diagrama de conexão para acumuladores de calor com trocadores de calor adicionais.Como já mencionado mais de uma vez, ele é usado no caso em que um refrigerante diferente ou pressão de operação mais alta deve ser usado em um pequeno circuito.
	Esquema da organização do abastecimento de água quente (se houver permutador de calor correspondente no reservatório).
	O esquema pressupõe o uso de 2 fontes independentes de energia térmica. No exemplo, esta é uma caldeira elétrica. As fontes são conectadas em ordem decrescente de cabeça térmica (de cima para baixo). No exemplo, primeiro vem a fonte principal - uma caldeira de combustível sólido, abaixo - uma caldeira elétrica auxiliar.

Como fonte adicional de calor, por exemplo, em vez de uma caldeira elétrica, pode ser utilizado um aquecedor elétrico tubular (TEN). Na maioria dos modelos modernos, já está prevista sua instalação por meio de flange ou acoplamento. Ao instalar um elemento de aquecimento no tubo de derivação correspondente, você pode substituir parcialmente a caldeira elétrica ou mais uma vez fazer sem acender uma caldeira de combustível sólido.

É importante entender que esses são diagramas de fiação simplificados e não completos. Para garantir o controle, contabilidade e segurança do sistema, um grupo de segurança é instalado na alimentação da caldeira. Além disso, é importante cuidar do funcionamento do CO em caso de queda de energia, uma vez que não há energia suficiente para alimentar a bomba de circulação do termopar de caldeiras não voláteis. A falta de circulação do refrigerante e o acúmulo de calor no trocador de calor da caldeira muito provavelmente levarão à ruptura do circuito e ao esvaziamento de emergência do sistema, é possível que a caldeira queime.

Portanto, por motivos de segurança, você precisa garantir a operação do sistema pelo menos até que o marcador esteja completamente apagado. Para isso, é utilizado um gerador, cuja potência é selecionada em função das características da caldeira e da duração da combustão de 1 inserto de combustível.

Diferença do esquema de aquecimento padrão

Um sistema equipado com acumulador de calor para aquecimento de água quente funciona de forma completamente diferente. O dispositivo não é complicado, ele é montado com rapidez suficiente. A sua instalação resolverá vários problemas importantes de uma vez para o suporte de vida da casa própria.

Para que o sistema funcione de forma diferente, é necessário instalar um tanque de armazenamento para a caldeira com isolamento térmico eficaz multicamadas entre a caldeira e as tubulações por onde a água corre para os radiadores.

Dentro do tanque existem vários trocadores de calor para abastecimento de água quente e sistemas de aquecimento. A água aquecida pela caldeira dentro do acumulador permanecerá quente por muito tempo. Ele será distribuído gradualmente por dois canais ao mesmo tempo: abastecimento de água e aquecimento.

Usando o exemplo de um tanque de 350 litros, pode-se imaginar a economia de combustível. Um acumulador que atenda às necessidades de aquecimento e água quente de uma casa padrão pode ter:

volume de 350 a 3500 litros;
diâmetro de 0,7 m a 1,8 m;
altura de 1,8 m a 5,6 m.

Trocadores de calor para abastecimento de água quente e sistema de aquecimento são instalados no acumulador. Dispositivos de segurança requerem atenção especial:

Medidor de pressão;
grupo de válvulas;
bocais de saída de ar,

Além disso, o acumulador está equipado com dispositivos de controle de temperatura e pressão. Tudo isto permite-lhe regular processos importantes relacionados com o fornecimento de água quente e aquecimento ambiente.

Como conectar

Uma pessoa que já se deparou com o dispositivo de sistemas de aquecimento muitas vezes deve facilmente fazer um acumulador de calor com as próprias mãos e fazer outras conexões. Esse trabalho não deve ser muito difícil para um iniciante.

Em palavras, o diagrama de conexão pode ser descrito da seguinte forma:

Em trânsito por todo o tanque, uma tubulação de retorno deve passar pelo acumulador de calor, em suas extremidades deve ser fornecida uma entrada e uma saída de 2,5 cm
Primeiro, o retorno da caldeira e o tanque são conectados um ao outro. Entre eles deve haver uma bomba de circulação que conduz a água do barril para a válvula de corte, tanque de expansão e aquecedor.
A bomba de circulação e a válvula de corte também são montadas no segundo lado
É necessário conectar a tubulação de abastecimento por analogia com a anterior, mas agora as bombas de calor não estão instaladas

É importante notar que o acumulador de calor está conectado desta forma a um sistema de aquecimento que funciona com base em apenas uma caldeira. Se o número aumentar, o esquema se tornará muito mais complicado.

O recipiente deve ser equipado adicionalmente com termômetro, sensores de pressão internos e válvula de explosão. Ao acumular calor constantemente, o barril pode superaquecer com o tempo. A sobrepressão deve ser aliviada periodicamente para evitar explosão.

Acumulador de calor e diferentes tipos de sistemas de aquecimento

O acumulador de calor pode ser instalado em conjunto com vários sistemas de aquecimento. Interagindo com cada um deles, oferece uma série de vantagens e compensa rapidamente.

Os mais comuns são os acumuladores de calor, instalados em conjunto com equipamentos de aquecimento operando com combustíveis sólidos, nos quais a quantidade de resíduos é mínima. Tendo levado a eficiência ao máximo possível, eles aquecem muito rapidamente os radiadores de aquecimento, que logo se desgastam. É melhor economizar parte da energia gerada e utilizá-la quando realmente surgir a necessidade.

A tarifa de eletricidade dupla noturna é um problema para os proprietários de caldeiras elétricas. Assim, durante o dia, o acumulador de calor acumulará calor em si mesmo a um custo mais favorável, e à noite o fornecerá para o sistema de aquecimento.

Instalações semelhantes são usadas em sistemas multicircuito, distribuindo água entre os circuitos. Se os tubos forem instalados em alturas diferentes, é possível extrair água em diferentes temperaturas.

Opções de modernização

Olhando para o acumulador de calor mais simples com as próprias mãos, uma pessoa com formação em engenharia provavelmente pensará nas opções para sua modernização. Isso pode ser feito das seguintes maneiras:

Abaixo está instalado outro trocador de calor, por meio do qual a energia recebida pelo coletor solar pode ser acumulada.
É possível dividir o espaço interno do tanque em várias seções, comunicando-se entre si, de forma que a estratificação do líquido por temperatura seja mais pronunciada.
Gastar ou não dinheiro com isolamento térmico - cada um decide por si. Mas alguns centímetros de espuma de poliuretano reduzirão significativamente a perda de calor.
Ao aumentar o número de tubos ramificados, será possível montar a unidade em sistemas de aquecimento mais complexos com vários circuitos operando de forma independente
Um trocador de calor adicional pode ser feito no qual a água potável se acumulará

Vídeo - Acumulador de calor em uma casa com uma fornalha periódica

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

Resumindo

Todos podem coletar acumuladores de calor com as próprias mãos. Não há necessidade de comprar equipamentos caros, e o modelo mais simples consiste em componentes que uma boa pessoa sempre guarda na garagem ou despensa.

Todos aqueles que não confiam nos dispositivos feitos em casa podem se familiarizar com uma ampla seleção de modelos no mercado. Seu custo é mais do que aceitável e os fundos investidos se pagam rapidamente.