Akumulační nádrž je nádoba určená k akumulaci přebytečného tepla a jeho dalšímu využití při odstávce kotlového zařízení. Jednotka se používá ve schématech s kotlem na tuhá paliva. Méně často se používá u jiných zdrojů energie: tepelných čerpadel, solárních kolektorů a elektrických ohřívačů. Toto zařízení se také nazývá tepelný akumulátor, vyrovnávací nádrž nebo akumulační nádrž.
Jednotkové zařízení
Akumulační nádrže pro vytápění jsou válcové nebo čtvercové nádoby s trubkami vyříznutými do korpusu. Jejich počet závisí na počtu připojených okruhů a topných zařízení.
Objem nádoby závisí na ploše vytápěné místnosti a pohybuje se od 200 do 3 tisíc m³. Pro zachování tepla je mezi nádrží a vnějším pláštěm tepelně izolační materiál o tloušťce 5 až 10 cm. Uvnitř nádrže jsou umístěny následující prvky:
Výměníky tepla se používají ve dvouokruhových systémech. V provedení zásobníku teplé vody jsou těmito prvky spirály z měděných trubek. Elektrické ohřívače pomáhají udržovat teplotu chladicí kapaliny, pokud kotel na krátkou dobu selže.
Princip
V konvenčním systému je chladicí kapalina ohřívána v kotli na tuhá paliva a přiváděna potrubím do radiátorů. V přístrojích se ochlazuje a zpětným vedením se vrací do ohřívače.
Když kotel dohoří, chladí se i chladicí kapalina až do dalšího přikládání paliva. Teplota vzduchu se v tomto období sníží. V topném systému s akumulační nádrží je proces trochu jiný. Po zapálení kotle a dosažení plného výkonu chladicí kapalina cirkuluje malým okruhem mezi ohřívačem a nádrží.
Vyrovnávací zásobník pro vytápění se postupně plní horkou vodou. Po naplnění celé nádoby začne oběhové čerpadlo čerpat chladicí kapalinu do topného systému. V tuto chvíli kotel zcela vyhoří a při přikládání nového paliva bude topný systém vytápěn kapacitou baterie. Toto schéma umožňuje udržovat konstantní teplotu vzduchu v místnosti.
Výhody použití vyrovnávací nádrže
Topný systém s takovým zařízením dokáže vytápět místnosti po delší dobu, i když je zdroj tepla zcela vypnutý. Okruh kotlové vody je účinně chráněn před varem a zničením. To se vysvětluje skutečností, že pokud se teplota chladicí kapaliny prudce zvýší, akumulační nádrž převezme celé zatížení, čímž ochrání kotel. Při poruše oběhového čerpadla dojde k zablokování průtoku chlazeného chladiva zpětným potrubím do vyhřívaného výměníku tepla.
U otopných soustav s více okruhy plní akumulační zařízení úkoly hydraulického rozdělovače tepelné energie, což umožňuje okruhům pracovat nezávisle na sobě. Tato vlastnost pomáhá výrazně snížit spotřebu paliva a tepelné energie. Tento návrh má několik nevýhod: vysoké náklady na instalační práce, zvýšené požadavky na umístění zařízení.
Oblíbené modely
Akumulační nádrž pro topný systém se volí podle následujících parametrů: materiál tělesa, kapacita, výkon jednotky, tlak kapaliny v okruhu. Před výběrem vhodného modelu byste si měli spočítat úložnou kapacitu a zjistit její požadovaný objem. Mezi oblíbené modely patří následující:
- 1. PROFBAK – nádrž a všechny spojovací díly jsou vyrobeny z nerezové oceli AISI 304. Je zabudováno poniklované topné těleso o výkonu až 45 kW. Na individuální objednávku může výrobce nainstalovat spirálu pro ohřev teplé vody. Kontejner slouží jako teplotní i hydraulický rozdělovač. K dispozici jsou nádoby o objemech od 120 do 500 litrů.
- 2. SunSystem P 300 – 300 litrová vyrovnávací nádrž vyráběná výrobci z Bulharska. Používá se s kotlovými zařízeními o výkonu od 6 do 10 kW. Konstrukce nemá výměník tepla, ale je zde prostor pro připojení trubkového elektrického ohřívače.
- 3. Rakousko Email PSR 500 – 500 litrový zásobník s jedním výměníkem tepla. Stojanová jednotka je navržena pro tlak v topném systému maximálně 3 atm. Konstrukce se vyrábí bez tepelné izolace, která se kupuje a instaluje samostatně.
- 4. Reflex PFH-500 – je akumulační nádrž s vyměnitelnou membránou. Tato jednotka se používá v uzavřených topných systémech s přívodem teplé vody. Tělo je vyrobeno z vysoce kvalitního polymerového materiálu. Celková hmotnost jednotky je pouze 79 kg.
- 5. DRAZICE NADO 750/160V1 – nádrže se dodávají ve dvou typech: s přírubou nebo trubkou. Baterie jsou vyráběny českými výrobci a jsou velmi žádané kvůli nízké ceně. Úložnou jednotkou je nádoba o objemu 305 litrů.
Za pozornost stojí i následující modely: Prometheus 500, Hajdu AQ PT 750, NAD 1000 v2 a další.
Klasické schéma zapojení
Zásobník je připojen vždy paralelně k zařízení kotle. Pro připojení ke zdroji tepla a topným zařízením slouží potrubí příslušného průměru. V postroji jsou zahrnuty následující prvky:
- třícestný ventil;
- pomocné čerpadlo, které je umístěno na zpětném potrubí mezi ohřívačem a akumulační nádrží;
- bezpečnostní skupina;
- výměník tepla pro zásobování teplou vodou;
- třícestný ventil;
- oběhové čerpadlo, které se instaluje mezi nádrž a baterii.
Připravuje se rovné místo pro instalaci pohonu. Pokud se jedná o velkokapacitní kontejner, je lepší připravit betonové místo. Když je vše připraveno, použijte úroveň budovy k vyrovnání nádrže baterie. Horní potrubí by měla být vyšší než úroveň topných zařízení, což zajistí přirozenou cirkulaci chladicí kapaliny v případě poruchy čerpadla.
Připojte přívodní potrubí od zdroje tepla k horní odbočce, na opačné straně nádrže – k nejbližšímu radiátoru. Do přívodního potrubí z kotle do akumulační nádrže je vytvořena bezpečnostní skupina, která zahrnuje:
- manometr;
- bezpečnostní ventil;
- odvzdušňovací ventil.
Je instalován třícestný ventil, který bude chránit zařízení kotle před tvorbou kondenzátu. Před ventil je připojeno oběhové čerpadlo, které dodává horkou chladicí kapalinu do akumulační nádrže.
Spodní potrubí nádoby je připojeno k vratnému potrubí topného systému a na druhé straně ke vstupu do kotle. Pokud má nádrž další potrubí pro připojení budoucích topných okruhů, jsou na nich instalovány dočasné zátky. Posledním krokem je připojení elektrického zařízení k elektrické síti.
Po instalaci se provede zkušební kontrola výkonu systému, při které je žádoucí přítomnost specialistů. Pomohou vám správně seřídit konstrukční prvky a zkontrolovat jejich funkčnost.
Výrobní sdružení Volgograd Plant of Reservoir Structures vyrábí a instaluje zásobníky teplé vody (BAGV). Akumulační nádrže jsou nedílnou součástí systémů centralizovaného zásobování teplem pro bydlení a komunální služby, tepelné elektrárny, kotelny, ale i skleníkové komplexy a slouží k akumulaci připravené teplé vody nutné pro snížení zatížení sítí v období největší spotřeby vody. Akumulační nádrže umožňují snížit výkon topných kotlů, čerpadel, elektráren a v důsledku toho snížit spotřebu paliva nebo elektřiny akumulací ohřáté vody v hodinách minimální spotřeby s následným využitím při špičkové činnosti.
Návrhy BAGV
Akumulační nádrž je svislá válcová nádrž (VTS) s povinnou tepelnou izolací pro udržení provozní teploty a vnějšími výztužnými konstrukcemi v podobě svisle umístěných podpěr, na kterých jsou připevněny vodorovné válcované ocelové pásy (bandáže) obepínající nádrž. Takový rám zabraňuje lavinovitému zničení stěny nádrže v důsledku různých technogenních vlivů a zlepšuje její provozní vlastnosti.
Aby se při vypouštění nevytvářel podtlak a při plnění nevzrůstal tlak, jsou zásobníky v horních bodech stěny vybaveny ventilací, přepadovým potrubím a pilotním potrubím. Přípojky potrubí musí být navrženy tímto způsobem. aby se síly z vnějších potrubí nepřenášely na stěnu nebo dno nádoby.
Návrh a výpočet skladovacích nádrží
Akumulační nádrže jsou navrženy jak dle individuálních požadavků zákazníka, tak i podle standardních konstrukčních řešení vázaných na konkrétní stavbu. Výkresy standardních návrhů a OST lze použít jako projekty. Ocelové akumulační nádrže na teplou vodu o objemu od 100 do 1000 m3 jsou pokryty řadou TP od 903-9-24.89 do 903-9-28.89. Pro kapacity od 2000 do 5000 m3, řada TP od 903-9-12sp86 do 903-9-14sp86. Pro tepelné elektrárny a jaderné elektrárny je vhodná TP 903-3-03S.91 zajišťující akumulační nádrže o objemu 1 až 100 m3, dále OST 34-42-560-82, OST 34-42-563 -82, OST 34-42-564- 82 pro akumulační nádrže do objemu 1000 m3.
Při výběru nádrže podle standardního provedení je třeba vzít v úvahu změny požadavků na konstrukce. Výztužné pásy jsou navrženy na pevnost s podmínkou, že činnost lavinové ochrany je možná i po dosažení meze kluzu kovu. Počet pásů, vzdálenost mezi nimi a jejich materiál jsou určeny hodnotou tahových sil, které vznikají v případě nouze.
Montáž BAGV
Instalace skladovacích nádrží je podobná instalaci RVS GOST 31385-2016. Dno se položí na připravený podklad, na který se následně rozvine role stěny. Středový sloupek je instalován uprostřed dna. Jak se stěna rozkládá, pokládám panely, které se jedním koncem opírají o stojan a druhým o stěnu. Všechny otvory pro potrubí jsou vytvořeny během instalace.
Instalace ochranných konstrukcí bude provedena podle speciálně vypracovaného plánu práce. Bandáže se instalují na prázdnou nádobu s mezerou do 15 mm mezi obvazovými pásy a stěnou pro případné roztažení nádrže od tlaku vody a se zvyšující se teplotou. Po dokončení všech svařovacích prací se provedou hydrotesty, které zkontrolují pevnost a těsnost nádrže.
Po instalaci hlavních a pomocných konstrukcí (obslužné plošiny, schodiště atd.) a také provedení antikorozní ochrany začíná montáž tepelné izolace.
Vnější potrubí je napojeno přes ucpávkové dilatační spáry s vyvýšeními upravenými pro sedání základů po hydrotestech.
Naplňte namontovanou akumulační nádrž vodou o teplotě do 45°C při okolní teplotě nad -10°C. Stejně tak po opravě nebo vnitřní kontrole. Teplota vstupní vody za provozních podmínek je do 95°C, je však nutné ji odvzdušnit a vyčistit.
Každý den se provádí kontrola nádrží na těsnost přírubových spojů potrubí, kontrola stavu potrubí a indikátorů automatizace.
Jednou ročně komise zkontroluje akumulační nádrž a vyjádří se k možnosti jejího dalšího využití. Jednou za tři roky prochází nádrž technickou diagnostikou.
