Длина змеевика для теплоаккумулятора

Доброго времени суток. Люди помогите не могу найти информацию о длине змеевика в ТА.
Имеем деревянный двухэтажный дом 140 кв. м., система оотполения около 200-250 литров.
Хочу поставить теплоаккумулятор, есть бочка 2,8 куба. Планируется купить пиролизный котел и замастрячить с ТА. Собственно сама проблема: Какой длины нужен змеевик (из нержавеющей гофры)? её сечение (20 или 25мм?) и какой мощности выбирать котел для оптимальной зарядки ТА?
Подскажите пожалуйста кто компетентен в такой вопросе.

 

@Михаил3535, так вам лучше в другой отдел - бойлеров косвенного нагрева.

 

У меня 10 метров гофры нержавейки диаметром внешним 32мм в бочке. циркулярный насос 30Вт. Загоняю 6.5 кВт. Перепад температур на входе и выходе гофротрубы 4 градуса.

 

Понятно а объем аккумулятора какой? Я слышал нужно около 30 метров гофры диаметром 20-25 мм?[/quote]

 

Перепад 4 градуса говорит лишь о том, что циркуляционный насос мощностью 30 Вт должен прокачивать через гофру в час 1,4 куба воды, для того, чтобы "загнать" 6,5 кВт, в соответствии с удельной теплоёмкостью воды.
Если вместо воды используется смесь гликоля с водой, то должен прокачивать немного поболее, 1,5-1,8 куба в час в зависимости от концентрации.
Вполне реальная цифра для такого насоса и гидравлических потерь в 10 метрах 32мм гофры.

А вот для вычисления площади теплообмена, то есть длины и диаметра змеевика, следует учесть ещё некоторые вещи.
Средняя температура между гофрой и водой в бочке (так называемый средний температурный напор) зависит от площади теплообмена и коэффициента теплоотдачи, который в свою очередь зависит от типа теплообменника (объёмный "труба-в-бочке", коаксиальный "труба-в-трубе", кожухотрубный, пластинчатый и пр.), скорости воды или гликоля внутри и снаружи поверхностей теплообмена и прочих "глупостей" (числа Рейнольдса для ламинарно-турбулентного течения в каналах, числа Нуссельта для змеевиков в бочке и т. д), которые в свою очередь зависят от плотности, вязкости, температуры, давления и остальных свойств применяемых теплоносителей.

Если для теплового насоса для лучшей эффективности (СОР) желательно поддерживать как можно ниже температуру теплоносителя, которая как правило не должна превышать 55-60 градусов, но лучше держать естественно ниже, то для водогрейных котлов верхней планкой является температура закипания теплоносителя, это 100 градусов для воды при атмосферном давлении и чуть выше для гликоля и повышенного давления в системе.

Температура нагреваемой воды в теплоаккумуляторе находится в диапазоне от +5 С (начальная из скважины или колодца) и до 75-95 С, которая определяется началом интенсивного парообразования и закипания в зависимости от типа ТА (закрытый, открытый, работающий под давлением и пр.)
При этом отбирать тепло от ТА можно снижая температуру до определённого предела, который естественно значительно выше первоначальных +5 С и определяется типом отопительных приборов и их площадью.
Для теплого пола рабочей температурой теплоносителя может быть и 25-30 градусов, а для радиаторов и конвекторов минимальная температура около 50 градусов, при более низкой температуре эффективность их резко падает, что ведёт к неоправданной необходимости увеличивать их количество и площадь.

После краткой теории можно переходить к конкретике

Такой 2,8 кубовый теплоаккумулятор может запасти максимум 200-220 кВтчас тепла при работе на теплые полы, охлаждая эти 2,8 кубов от 95 (закрытый тип) до 30 градусов и минимум 80 кВтчас при охлаждении от 75-80 (открытый) до 45-50 при работе на радиаторы.

Как видите разброс по теплоёмкости ТА достаточно велик, 80-220 кВтчас, поэтому в зависимости от типа отопительной системы надо выбирать мощность котла для зарядки ТА.
А в зависимости от мощности котла уже подбирается мощность змеевика для зарядки ТА, а если нагрев (зарядка) ТА идёт напрямую от котла и змеевик только один и используется для отбора тепла, то по суммарной мощности отопительных приборов, которые в свою очередь зависят от теплопотерь дома.
Мощность змеевика это и есть его длина и диаметр, то бишь площадь.
Для объёмного теплообменника коэффициент теплопередачи 0,1-0,4 кВт/(м2*К) в зависимости от конструктивных особенностей.

Какие отопительные приборы (радиаторы, конвекторы, ТП) используются и какая расчётная минимальная температура подачи теплоносителя в СО?
За сколько протопок планируется заряжать ТА (одну, две...)?
Длительность горения одной закладки топлива?
Параллельно отапливаться дом будет от этого же котла?
Теплопотери дома какие?

 

Это все теория...
практика такая -
-диаметр трубы теплообменника 25 мм - не меньше. Зауженные диаметры не дают необходимый проток через ТН - будут проблемы
-для такого домика с теплыми полами площадь теплообменника - не менее 3 кв. м. Дельта на ТН - 4-5 гр.
-пиролизный котел на 25 квт зарядит ваш ТА до 80 гр. за 3 топки подряд по 18 кг топливных брикетов. (при условии постоянного отбора тепла.

 

К практике пока никто не переходил, слишком скудна инфа.
ТС не сказал, есть ли у него ТП, ничего не говорил про ТН, а обмолвился только про ТА и тип котла:

Судя по объёму СО:

то у него радиаторы.

 

Вопрос задан в ветке про ТН

 

У меня 100 литров аккумулятор для горячей воды. При нагревании аккумулятора вода в нем перемешивается для принудительного движения возле гофры. Перемешивается струей от еще одного циркуляционного насоса.
Подтверждаю, что гофрах возникает сильная турбулентность. Как то подключал водяной насос (Погружной, Максимальный расход, л/мин 60,; Максимальный напор, м 72)
к 10 метрам гофры диаметром 20мм. На входе гофры было давление 6 атм, на выходе вытекала небольшая струя... А еще учесть высоту подьема из скважины около 6...7 метров
Гофра практически остановила весь поток...

Динамика нагрева аккумулятора горячей воды (с внутренним перемешиванием) такая.
При 39 гр аккумулятора включается ТН
Достигает на обратке 41 и на подаче 45. начинает греть аккумулятор.
А ...О ...П
39, 41, 45
40, 42, 46
41, 43, 47,
42, 44, 48,
43, 45, 50,
44, 46, 51
При 44 аккумулятора, ТН отключается от Аккумулятора.
Разница в 4 гр в начале нагрева и 5 в конце нагрева связана с увеличением мощности ТН, потребляемой от сети.

 

Про гофру 20 мм и 6 атм это сказки!
Из натурных испытаний (перепад 1м):
Бухта 15мм гофры и 15вт авто циркуляционный насос, прокачка около 50л/ч.
Бухта 15мм гофры и 60вт циркуляционник оазис, прокачка около 300л/ч.

 

Спасибо за подтверждение моих слов, у меня то же получилось всего около 500л в час по тонкой гофре (сейчас измерил, уточняю: внутренний диаметр 15 мм, внешний около 18мм. Гофра скручена в спираль внешним диаметром 160 мм) насосом который может выдавать 60 л в МИНУТУ (См выше). Мощность такого насоса заявлена 800 Вт и всего протекает 500л. А гофре 32 мм 10 м прокачиваю 1500 л/час циркулярным насосом всего 30 Вт.
При увеличении скорости протока выше определенной возникает турбулентность. Если найду старый блокнот напишу на каких диаметрах и длинах гофр возникают давления. Гофры без конкретной необходимости лучше не ставить в качестве трубопровода.

Р. S. ..., лучшие сказки у О́сборна Рéйнольдса.

 

Спасибо за емкий ответ. СОбственно дело в чем. Котел не куплен и хотелось бы узнать что необходимо для организации отопления в доме.
Дом из бруса 15*15 для постоянного проживания в Вологодской области (достаточно прохладно зимой). Отопление сейчас электрическое, установлены чугуниевые батареи (около 100 секций всего), система как и говорил 200-250 литров. Хотелось хотя бы примерно узнать на сколько киловат покупать котел (дровяной длительного горения), исходя из того что есть бочка 2.8 куба под теплоаккумулятор, и сколько необходимо змеевика из нержавейки и ее диаметр. А так же подводные камни в этой всей затее стоит ли ее начинать. Планирую летом это попробовать сделать, требование по большому счету одно, чтобы топить один раз в день). Если не сложно объясните заранее благодарю.

 

Простите за нищебродскую идею, а если применять автомобильный радиатор в качестве теплообменника?
Дешево и ненадо заморачиваться с расчетами, т. к. пропускной способности и мощности с запасом.

 

В соответствии с этим единственным требованием, пожелания к ТА и котлу будут соответствующие.
Если для дома 140 м2 из бруса примерные максимальные теплопотери составят 10-15 кВт (с инфильтрацией-вентиляцией), то теплоёмкость ТА с однократной (в сутки) зарядкой должна быть порядка 250-350 кВтчас.
Можно принять поменьше на 10-15%, с учётом того, что во время 2-4 часовой зарядки дом обогревается не от ТА, а от котла.
Котёл при этом должен быть мощностью 120-150 кВт, чтобы успеть зарядить ТА за 2 часа или, если применять котёл более длительного горения на одной закладке топлива, скажем 4 часа, то 60-80 кВт.
Если 2 закладки топлива, то мощность может быть в 2 раза меньше.
Но топить 8 часов из 24 - несколько теряется смысл применения ТА, хотя и котёл можно применить послабее и ТА поменьше.
Добавить ещё 4-6 часов топки и ТА вообще не нужен, хватит тепловой инерционности дома.
ТА на 200-300 кВтчас будет представлять из себя бак с водой ёмкостью примерно 6-8 м3, чтобы отапливать дом те 20 часов в сутки, пока котёл не топится.
Нагревать воду выше 85-90 градусов нецелесообразно, остужать ниже 45 - для радиаторного отопления не пойдёт.
Охлаждая воду на 40-45 градусов с 6-8 м3 воды можно снять за сутки необходимые для отопления 200-300 кВтчас тепла.
Со змеевиком-теплообменником дело обстоит следующим образом.
Если ТА полностью заряжен, то есть вода нагрета до 80-90 градусов, то 10 м. п. нержавеющей гофры диаметром 15 мм может и хватит, чтобы передавать необходимые 10 кВт мощности от ТА в радиаторную СО.
Если вода остынет до 50-60 градусов, а на на улице не очень холодно и 10 кВт мощности в СО не требуется, то тоже может быть хватит.
Если на улице холодно, а ТА уже полуразряжен (температура воды 50-60градусов), то 10 метров гофры гарантированно не хватит, надо в 2-3 раза длиннее или диаметр больше.
Сколько нужно точно - проще получить практическим путём, так как для расчёта необходимой теплообменной поверхности, кроме теплоёмкости-теплопроводности воды и температурного напора, необходимо знать скорость воды в трубе и вокруг трубы. Если внутри трубы необходимую скорость получить легко, то снаружи сложнее.
Кроме того, надо бы ещё и число Re знать, хотя бы примерно.
Последнее - циркуляционный насос должен обеспечивать расход не менее 1м3/час, чтобы на 10 кВт дельта по теплоносителю в радиаторной СО не превышала 10К.
Если при полностью заряженном ТА можно держать дельту побольше, то при полуразряженном может не хватать протока для снятия с ТА необходимой мощности.
Если для обычной системы отопления для подобного дома 140 м2 достаточно одного насоса 25-40, то в этом случае желательно поставить как минимум 25-60, а то и мощнее.
Исключительно ради минимизации дельты по теплоносителю при отборе мощности от разряженного ТА

 

И какая же там по Вашему мнению мощность?
Что даже не надо расчётов?