Методы прокладки наружных трубопроводов

Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ

Методы прокладки наружных трубопроводов

Опубликовано: 4 марта, 2021

Различают два основных метода прокладки новых наружных трубопроводов:

открытый способ (со вскрытием грунта);
закрытый (бестраншейный) способ.

1. Открытый способ укладки труб

Во многих российских населенных пунктах из-за отсутствия необходимого оборудования для бестраншейной прокладки труб укладка коммунальных трубопроводов производится преимущественно открытым способом. Основными недостатками этого способа являются высокая стоимость работ, разрушение дорожных покрытий и ландшафта с последующей необходимостью их восстановления, нарушение деятельности предприятий в зоне строительства и движения на автомобильных дорогах.

Открытый способ монтажа водопровода и канализации реализуется путем рытья траншей на необходимую глубину, подготовки и укрепления траншей и прокладки труб.

Основные этапы укладки трубопровода включают следующие действия:

выравнивание дна траншеи;
защита стен траншеи от осыпания;
отсыпка подушки для трубопровода из песка;
прокладка труб;
укрывание труб инертным материалом;
засыпка траншеи;
восстановление дорожного полотна и ландшафта.

На рис. 1 показана укладка полипропиленовой канализационной трубы.

Выполнение всех технологических этапов при открытом способе монтажа трубопроводов приводит к большим материальным и трудовым затратам. Эти затраты значительно возрастают при сложных геологических и гидрогеологических условиях. В связи с вышесказанным очевидны преимущества бестраншейных технологий укладки трубопроводов. Данные методы не нарушают движение транспорта и жизнедеятельность населенных пунктов, сохраняют окружающую среду, а кроме того, сокращают сроки строительства и уменьшают финансовые затраты.

Рис. 1. Укладка канализационной полипропиленовой трубы в траншее

2. Закрытые (бестраншейные) способы прокладки труб

Закрытые технологии являются перспективными для строительства инженерных коммуникаций внутри городов, а также применяются и при прокладке трубопроводов за пределами населенных пунктов. Закрытым способом осуществляется укладка труб под водными объектами, под рельефами, где работы открытым методом невозможны (болота, овраги, каньоны), в охраняемых природных зонах.

Бестраншейная прокладка труб — это высокотехнологичный процесс, осуществляемый при помощи современного оборудования — буровых комплексов.

Среди закрытых способов выделяют следующие методы:

метод горизонтально направленного бурения;
метод бурошнекового бурения;
метод прокола;
метод продавливания;
метод «труба в трубе»;
метод «чулка».

Метод горизонтально направленного бурения

Этот метод включает в себя:

бурение пилотной скважины, направление которой придается с помощью навигационного оборудования;
увеличение диаметра пилотной скважины до размера, достаточного для протягивания трубы;
прокладывание трубы в скважине.

Бурение пилотной (экспериментальной) скважины самый ответственный этап бестраншейной технологии, от которого зависит весь результат. Оно выполняется при помощи буровой головки со встроенным излучателем. Буровая головка соединяется с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом прокладки пилотной скважины, и имеет отверстия для подачи бурового раствора охлаждающего и уменьшающего трение, а также предохраняющего скважину от обвалов и очищающего от обломков породы. Положение буровой головки контролируется с помощью локатора, который принимает и обрабатывает сигналы, поступающие от передатчика, встроенного в головку. Оператор буровой установки с помощью изменения положения буровых штанг регулирует угол наклона буровой головки и определяет направление бурения в соответствии с проектной траекторией (рис. 2).

Метод горизонтально направленного бурения отличается высоким уровнем автоматизации работ, требует точных расчетов и качественного оборудования.

Рис. 2. Установка горизонтально направленного бурения

Метод бурошнекового бурения

Бурошнековое бурение — технология прокладки труб с помощью шнековых буровых машин. Бурение производится из рабочего котлована в приемный, без выхода на поверхность.

Метод позволяет прокладывать стальные, бетонные и полиэтиленовые трубы диаметром от 100 до 1600 мм длиной до 100 м.

Прокладка трубопровода получается очень точной (отклонение от заданного направления не более 30 мм) и ровной, без провисания рабочей трубы. Это необходимо прежде всего при прокладке канализации самотечного типа, в зоне подключения коммуникаций к зданиям, а также прокладке труб под железной дорогой.

Метод прокола

Прокол — это образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником.

Существуют несколько методов прокола:

вибропрокол;
гидропрокол;
прокол с помощью грунтопрокалывателя;
прокол механический с помощью гидравлического домкрата;
пневмопробивка с помощью пневмопробойника.

При работе этим методом применяются различные по форме наконечники, наиболее распространенные из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создается минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.

Метод «продавливания»

При использовании метода продавливания прокладываемую трубу с открытым концом, снабженную «ножом», вдавливают в массив грунта, а грунт, поступающий в трубу в виде плотного керна (пробки), разрабатывают и удаляют из забоя. При продвижении трубы преодолевают усилие трения грунта по наружному ее контуру и врезания ножевой части в грунт.

Для продавливания труб применяют нажимные насосно-домкратные установки из двух, четырех, восьми и более гидродомкратов усилием в 50–300 т каждый с ходом штока в 1,1–2,1 м, работающие от насосов высокого давления.

Метод «труба в трубе»

Метод прокладки «труба в трубе» применяется в тех случаях, когда необходимо восстановить старый изношенный трубопровод (релайнинг), либо когда требуется разрушить старый трубопровод и проложить на его месте новый.

Релайнинг — один из вариантов прокладки новых труб в старом трубопроводе. Это бестраншейный метод санации и восстановления трубопроводов, когда новый трубопровод прокладывается внутри существующего без демонтажа старого трубопровода. Новый трубопровод имеет меньший диаметр и при этом меньшее сопротивление за счет более гладкой внутренней поверхности.

Метод прокладки с разрушением старой трубы можно применять для замены стальных, железобетонных, керамических, чугунных трубопроводов систем водоснабжения и канализации. В этом случае режущий нож с расширителем тянется штангами из приемного котлована в стартовый и тянет за собой новую трубу такого же или большего диаметра. На рис. 3 показан режущий нож с расширителем.

Рис. 3. Режущий нож с расширителем

Метод «чулка»

В этом случае в предварительно прочищенный старый трубопровод протягивается гибкий полимерный рукав (чулок), который состоит из слоя полиэфирного войлока, армированного стекловолокном, и из полиэтиленового покрытия.

Перед установкой гибкий рукав пропитывается смолой и после ввода в трубу выворачивается потоком воды, при этом обеспечивается плотное прилегание клеющей поверхности рукава к внутренней поверхности старой трубы. Далее производится тепловая полимеризация, и внутри старой трубы образуется новое гладкое и прочное покрытие. Метод используется для восстановления как напорных, так и безнапорных трубопроводов даже больших диаметров. За сутки может быть восстановлено несколько сот метров труб.

Способы прокладки трубопроводов

Трубопроводы – подземные и надземные – одна из важнейших коммуникаций городов, хозяйств, предприятий. Системы водоснабжения и водоподготовки, транспортировки жидких сред, отопления, газовые и нефтяные магистрали – все это трубопроводные сборки. От того, насколько грамотно они реализованы, зависит бесперебойность их работы, безопасность и стоимость обслуживания.

Существует свод правил и технологий строительства трубопроводных магистралей разного назначения, соблюдение которых регламентируется на самом высоком уровне. Нормативы для конкретных проектов прямо зависят от способа сборки, а их существует несколько.

Виды монтажа

Все способы можно разделить на 2 большие группы.

Подземная установка. Она применяется чаще и проводится с применением 1 из 2 технологий.
- Бесканальная прокладка трубопроводов.
- Подземное устройство в каналах.
Надземная прокладка трубопровода. Предполагает монтаж труб на поверхности земли или на расстоянии от нее (актуально для трубопроводов над трассами, в этом случае высота размещения труб должна быть достаточной, чтобы трубопроводная магистраль не мешала работе трассы). Надземные трубопроводы незаменимы, когда маршрут труб пролегает через овраги, пути транспортного следования, реки, иные сооружения. Надземная прокладка трубопровода выполняется в каналах (лотках). Они могут располагаться на грунте или быть слегка в него заглублены, такой способ монтажа актуален в регионах с холодным климатом, которым свойственно присутствие вечномерзлых почв.

Выбор способа устройства трубопроводной линии зависит от ряда условий. Среди них планировочные факторы (назначение, пересечения маршрута с сооружениями и объектами), природные (категория почвы), финансовые (бюджет строительства) и прочие (требования к эстетике вида инженерной системы). Решение по технологии принимается после проведения расчетов по разным вариантам монтажа и должно быть ориентировано в первую очередь на оптимизацию стоимости коммуникации.

Причем учитываться в технико-экономическом обосновании должна не только цена строительства, но и сервисная составляющая стоимости проекта. Пример – прокладка трубопровода отопления. Выбор в пользу подземного устройства позволит снизить капитальные расходы на постройку. Но в практике обслуживания стоимость будет выше, чем у надземной прокладки в силу:

необходимости устройства изоляции (при бесканальной укладке теплопотери будут выше, особенно во влажной почве);
дополнительной постоянной поддержки во избежание раннего износа.

Методы строительства подземных систем

Наиболее распространенные методы прокладки трубопровода:

бестраншейный (укладка под землю без вскрытия грунта);
открытый вариант (сборка по опорам, может проводиться в проходных или непроходных коллекторах);
скрытый способ монтажа (готовятся траншеи, по которым тянутся трубы).

Проект может быть сложным или простым. В первом случае (как правило, применяется для прокладки трубопроводов водоснабжения в городских условиях траншейным или канальным способом) в одной траншее могут проходить несколько разных магистралей – коробы с кабелями, отопительная сеть и водообеспечение, например.

Одно из важных условий долговечности службы всей сборки – выбор соответствующего материала труб. В современной практике применяют изделия из пластика, асбеста, металла (сталь, медь), керамики, бетона.

Открытый способ

Открытый способ прокладки трубопровода нельзя назвать популярным решением. Скорее, это компромисс, актуальный в случаях, когда укладка закрытым методом невозможна.

подготовка и выравнивание траншеи для прокладки трубопровода;
укрепление стенок и дна выработки;
насыпь песчаной подушки;
монтаж (сборка) труб;
укрывание трубных секций;
закрытие траншеи;
выравнивание поверхности и восстановление покрытия (если оно имело место), ландшафтного объекта.

Открытая сеть может устраиваться и в непроходных каналах. Тогда трубы магистрали не будут подвергаться постоянному механическому воздействию (давлению) в периоды подвижек и пучения грунта. Правда, ремонт затрудняется из-за менее комфортного доступа непосредственно к секциям.

К плюсам открытой подземной прокладки трубопровода относят возможность ее проведения в случаях, которые исключают скрытый метод монтажа. Минусы:

высокая цена проекта (необходимость проводить трудоемкие земляные работы, восстанавливать ландшафт);
обязательный перерыв в работе объектов по линии маршрута;
создание аварийно опасных зон в месте вскрытия грунта.

Монтаж в каналах

Каналы (лотки) используют для защиты труб при их подземном расположении. Среди задач, которые выполняют канальные сборки:

изоляция (в первую очередь тепловая);
обеспечение свободного удлинения трубы под действием высоких температур.

Укладывают каналы на подвижные опоры под перекрытия, в том числе в зонах автомобильных дорог. Минимальная глубина размещения лотка – 0,6 м (движение транспорта запрещено) или 0,8–1,2 м (под действующей дорогой). Расчет глубины производится с учетом соблюдения 2 условий: определение минимально возможного безопасного заглубления и обеспечение эффективного распределения внешних нагрузок (в том числе, автотранспортных) на трубопроводную сеть.

По конструктивному признаку различают проходные, непроходные и полупроходные трубопроводные (теплопроводные) каналы. Вне зависимости от конструкции все лотки укладываются на опоры. При монтаже предусматривают 2 вида уклона:

продольный всей сети минимум на 0,002 для удаления воды (из нижних точек она отводится в дренажную систему самотеком, другой вариант – устройство приямков и удаление принудительно в канализацию насосом);
поперечный уклон перекрытий на 1–2% для удаления атмосферной влаги и паводковых вод.

Дополнительная защита от разрушительного действия влаги используется на участках с высоким уровнем подземных вод. Здесь нужна гидроизоляция стенок, перекрытий, канального дна.

Бесканальная прокладка трубопровода

В отличие от канального метода, при бесканальном устройстве систем подвижные опоры и лотки не используются. Бесканальная прокладка трубопровода нашла широкое применение в регионах с сухими почвами, хотя на влажных грунтах бесканальные системы тоже устанавливают (с дренажом). В качестве защиты здесь выступает изоляционная оболочка. Особенности бесканальной прокладки:

подготовка траншеи под укладку (ее дно должно быть максимально ровным);
устройство «подушки» из трамбованного песка, которая должна быть толщиной не менее 10 см (для глинистых почв – 10–15 см);
неподвижными опорами при бесканальной прокладке выступают стенки из ЖБИ (монтируются под прямым углом к трубопроводу);
в нишах (камерах) устанавливаются компенсаторы, которые могут быть сальниковыми или гнутыми. Они отвечают за компенсацию перемещений труб под действием температур при бесканальной прокладке.

К плюсам бесканальной прокладки относят выгодную стоимость строительства трубопровода, минимальный объем работ, короткие сроки реализации проектов. Есть и минусы: затрудненный ремонт и механическая фиксация (зажатие) труб грунтом, что затрудняет их тепловое перемещение.

Надземная прокладка

Условия, в которых надземная прокладка трубопровода оправдана и эффективна:

в районе с сильнольдистыми грунтами (или подземными льдами);
на пересеченной местности (водоемы, овраги, жилые и промышленные объекты, иные препятствия по маршруту, которые поможет преодолеть только надземная установка);
высокая активность криогенных процессов в регионе.

Для надземной прокладки применяют трубы из хладостойкой стали с обязательной изоляцией. Для надежности и безопасности системы она усиливается опорами из ЖБИ.

По сравнению с подземным способом надземная прокладка обеспечивает качественный отвод воды (поверхностной), исключает урон экологии, повреждение грунтовых слоев, упрощает обслуживание магистралей. Но популярностью надземный монтаж не пользуется из-за цены строительства и обслуживания. Работы по прокладке трубопровода требуют большого опыта и высокой квалификации исполнителей. К этому добавляются расход дорогих материалов, и жесткие требования к расчетам.

Способы прокладки трубопроводов – открытый и закрытый, правила выполнения работ

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Читайте также:

Технология правильного лужения проводов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Design and installation of polymeric pipelines for water supply and sewage systems

1 РАЗРАБОТАН Государственным проектным, конструкторским и научно-исследовательским институтом “СантехНИИпроект” при участии Государственного унитарного предприятия – Научно-исследовательского института московского строительства (ГУП НИИМосстрой), Закрытого акционерного общества “НПО Стройполимер”, Государственного предприятия – Центра методологии нормирования и стандартизации в строительстве (ГП ЦНС) и группы специалистов

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН к применению в качестве нормативного документа Системы нормативных документов в строительстве постановлением Госстроя России от 16.08.2000 г. N 80

ОДОБРЕН для применения в странах СНГ протоколом от 17 мая 2000 г. N 17 Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

3 ВЗАМЕН СН 478-80

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит указания по проектированию и расчету систем трубопроводов наружного и внутреннего водоснабжения и канализации из труб из полимерных материалов. Выполнение этих указаний обеспечит соблюдение обязательных требований к наружным и внутренним системам водоснабжения и канализации, установленных действующими СНиП 2.04.01-85* “Внутренний водопровод и канализация зданий”, СНиП 2.04.02-84* “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения” и СНиП 2.04.03-85 “Канализация. Наружные сети и сооружения”.

Решение вопроса о применении данного документа при проектировании и строительстве конкретных зданий и сооружений относится к компетенции проектной или строительной организации. В случае если принято решение о применении настоящего документа, все установленные в нем правила являются обязательными. Частичное использование требований и правил, приведенных в настоящем документе, не допускается.

В данном Своде правил рассмотрены общие вопросы, касающиеся труб из различных полимерных материалов. Установлены общие требования к сортаменту труб и способам их соединения, рассмотрены вопросы монтажа трубопроводов, хранения труб и техники безопасности при их монтаже. Приведены методики гидравлического расчета систем водоснабжения и канализации, а также прочностного расчета напорных и безнапорных трубопроводов при подземной прокладке в грунте.

В разработке Свода правил принимали участие: , А.Я.Шарипов (Сантехниипроект), А.В.Сладков, А.А.Отставнов (ГУП НИИМосстрой), В.А.Устюгов, B.C.Ромейко, А.Я.Добромыслов, В.Е.Бухин, Л.Д.Павлов (ЗАО “НПО Стройполимер”), К.И.Зайцев (АО “ВНИИСТ”), В.А.Глухарев, В.П.Бовбель (Госстрой России), Л.С.Васильева (ГП ЦНС).

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование и монтаж строящихся и реконструируемых систем внутренних и наружных сетей водоснабжения и канализации из труб и соединительных деталей (далее – трубы) из полимерных материалов.

2 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1 Данный документ включает требования, общие для всех видов труб из полимерных материалов. Специфические требования для каждого вида трубопроводов из полимерных материалов приведены в соответствующих сводах правил.

2.2 Трубы, соединительные детали и элементы из полимерных материалов, применяемые в системах водоснабжения и канализации, уплотнительные материалы, вещества для смазки, клеи и пр. должны иметь сертификаты или технические свидетельства, а для систем водоснабжения – гигиенические заключения Госсанэпиднадзора Минздрава России.

2.3 Характеристики некоторых полимерных материалов, применяемых для производства труб и соединительных деталей, приведены в приложении А.

2.4 Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в Своде правил, приведен в приложении Б.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

3.1 Общие требования

3.1.1 Выбор материала труб для систем холодного и горячего водоснабжения следует производить с учетом назначения и условий работы трубопроводов, температуры транспортируемой воды, а также срока службы трубопроводов, руководствуясь отдельными сводами правил на проектирование и монтаж тех или иных видов труб трубопроводных систем.

3.1.2 Трубы и соединительные детали из полимерных материалов, предназначенные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, должны иметь в маркировке слово “Питьевая”.

3.2 Классификация

3.2.1 Тип труб и соединительных деталей (за исключением изготовленных из стеклопластика) для водопроводов холодной воды определяется по номинальному давлению в соответствии с таблицей 1.

Номинальное давление по ГОСТ 29324, МПа

Бестраншейная прокладка труб: способы и технологии проведения работ

Бестраншейная прокладка труб — это способ, который позволяет монтировать трубопроводные коммуникации без вскрытия грунта. Благодаря этому варианту прокладки исключается нарушение внешнего вида участка, целостности асфальтных дорог, уничтожение деревьев и т. д. На сегодняшний день этот способ включает в себя несколько возможных вариантов реализации.

Прокладка трубопроводов бестраншейным методом не требует проведения масштабных земляных работ

Преимущества бестраншейной прокладки трубопроводов

Наиболее распространённым методом прокладки трубопроводных конструкций считается траншейный. Однако этот вариант монтажа имеет свои недостатки, к которым относятся:

перекапывание грунта влечёт за собой нарушение плодородного слоя;
ликвидация деревьев и других насаждений;
высокая стоимость монтажных работ;
долгая подготовительная стадия.

Обратите внимание! При прохождении канала для трубопровода через дорожное покрыти не избежать разрушения асфальта, поэтому после работ дорогу придётся реконструировать. Кроме этого, если это довольно оживлённый участок дороги, то его перекрытие может быть затруднительно. В таких случаях на помощь приходит бестраншейная (закрытая) прокладка коммуникации.

Бестраншейный метод обладает следующими преимуществами:

требуется меньше материальных ресурсов на проведение работ;
высокая скорость выполнения монтажа;
минимальное количество рабочих;
безвредность для окружающей среды;
возможность прокладки труб круглый год (монтаж труб открытым способом в зимнее время затруднителен из-за промёрзшей почвы);
безопасность работ.

Для бестраншейной прокладки труб достаточно выкопать маленький котлован

Если монтаж трубы осуществляется на небольшом отрезке, например, под дорожным покрытием, то можно выполнить все работы без задействования специальной техники. Выполняется такая проводка довольно просто. Для неё необходим цилиндр нужного диаметра и наращиваемая штанга. Благодаря такому приспособлению появляется возможность удалять землю вручную, однако, перед этим выполняется работа по выкапыванию небольших котлованов с обеих сторон дороги. При закрытом монтаже на больших участках применяется специальные машины и агрегаты.

Способы бестраншейной прокладки

Закрытый способ замены труб используют для проводки различных коммуникаций. К ним относятся:

проводка связного кабеля;
монтаж различных трубопроводов (нефтяных, газовых, отопительных);
проводка канализационных конструкций и систем водоснабжения (холодный и горячий водопровод);
ремонт и замена труб.

На сегодняшний день существует несколько способов бестраншейной прокладки трубопроводов, некоторые имеют разные способы исполнения. Технология бестраншейной прокладки трубопроводов дифференцируется на такие варианты:

замена старых труб на новые (санация);
прокол грунта;
продавливание грунта;
горизонтально-направленное бурение (ГНБ).

Бестраншейным методом можно прокладывать новые магистрали и восстанавливать старые сети

Санацию проводят, когда требуется ремонт уже существующего трубопровода или его замена. В остальных случаях проходит непосредственная проводка трубопроводной конструкции. Бестраншейная прокладка труб является довольно распространённой и её использование позволяет избежать многих проблем, которыми отличается открытый вариант укладки.

Ремонт и прокладка трубопровода с помощью санации

Санация является закрытым способом проводки труб и выполняется с заменой старой коммуникации на новую. Она подразделяется на 2 варианта проведения работ:

релайнинг.
реновация.

В первом случае старая коммуникация сохраняется и служит капсулой для нового трубопровода. Перед началом прокладки старый трубопровод очищают от мусора и посторонних предметов. Далее в неё проводят новую линию меньшего диаметра. Трубы из современных материалов обладают прекрасными техническими характеристиками, а дополнительная защита из старой конструкции уменьшает шанс возникновения аварийной ситуации в системе.

Вариантов выполнения релайнинговых работ довольно много. К ним можно отнести втягивание труб, которое производится от конца старой коммуникации и проталкивание от начала трубопровода. При ремонте определённого отрезка линии производится его отключение от системы. Затем в этот старый отрезок вводят новую конструкцию, из современных материалов. Этот процесс может проходить с частичным разрушением старого трубопровода.

При релайнинге новую трубу меньшего диаметра вводят в старую, более широкую

Полезная информация! На время ремонта, как правило, на замену ремонтируемому сегменту конструкции устанавливают временные трубы. После окончания релайнинговых работ временные трубы удаляют и подключают к системе отремонтированный отрезок трубопровода.

Если релайнинг, по сути, является ремонтом старой коммуникации с использованием новых материалов, то реновация — это обновление линии, которое может происходить с изменением диаметра трубопровода. При реновации происходит разрушение старой конструкции путём ввода в неё новой линии. При этом обломки трубы остаются под землёй и создают уплотнительную оболочку для новой коммуникации.

Способ санации позволяет осуществить замену коммуникаций из любых материалов: керамики, бетона, металла и т. д.

Монтаж труб методом прокола

Грунты, в которых используют метод прокола трубопроводов, как правило, являются глинистыми и суглинистыми. Такой способ позволяет проводить трубы с сечением до 600 мм. Расстояние, на которое можно проложить конструкцию с помощью этого варианта, доходит до 60 м. В результате такой проводки почва уплотняется вокруг трубы в круговом направлении. Сила, которая необходима для осуществления прокола, равняется показателю от 150 до 3000 кН. Это усилие производится благодаря специальной технике. Наиболее распространён вариант осуществления прокола с помощью гидравлического домкрата.

В большинстве случаев для уменьшения трения и сопротивления в почве на трубу надевают конусообразный наконечник, основание которого выступает примерно на 2 см по отношению к самой трубе. Если трубопровод имеет небольшое сечение, то тогда применение такого наконечника необязательно. В таком случае прокол обеспечивается самой трубой.

Для прокола грунта на трубу надевается специальный наконечник

Обратите внимание! Если не использовать конусный наконечник — точность прокола будет выше. Это связано с тем, что при проникновении через грунт конус может наталкиваться на естественные препятствия и отклоняться от линии прокола.

Скорость прокола, как правило, колеблется от 4 до 6 м/ч. Она зависит от особенностей почвы и оборудования, которое применяется при этом варианте бестраншейной прокладки. В некоторых случаях для увеличения скорости движения трубы используют вибрацию, которая вместе с усилием домкрата позволяет продвигаться через грунт со скоростью от 20 до 40 м/ч.

Помимо этого, есть ещё один вид прокладки труб проколом, который используют в тех случаях, когда почва легко размывается водными потоками. Этот метод называют гидропроколом. Такая прокладка выполняется с помощью потока воды. Направленный поток разрушает почву и образует колодец, в который помещают коммуникацию.

Монтаж трубопроводов способом продавливания

Бестраншейная прокладка трубопроводов также может выполняться способом продавливания. В большинстве случаев такой способ используется для того, чтобы проводить трубы из стали с размерами сечения до 2000 мм. Продавливание очень похоже на прокол, однако, разница состоит в том, что оно осуществляется открытым концом трубы. В результате трубу достают и убирают из неё земляной столб.

Для создания достаточного усилия в этом случае используют гидравлические домкраты. Их устанавливают симметрично по всему сечению трубы. Грунты, в которых можно проводить эти работы, относятся к I–IV группам (глина, суглинок, пески и т. д.). Диаметр труб, которые можно использовать при таком методе, варьируется от 600 до 1720 мм. Расстояние прокладки, как правило, не превышает 100 м.

Для прокладки труб на небольшие расстояния применяют метод продавливания

Вначале выполняются работы по рытью котлована. Далее проходит установка упорной стены, на которую впоследствии крепят домкраты. Первое звено проводящей трубы соединяют с домкратами, располагающимися на плите. В результате конец трубы остаётся свободным.

Домкраты создают усилие, которое передаётся трубе, и она проникает открытым концом в грунт. При проникновении через почву внутри детали скапливается столб земли. Его удаление проводится с использованием лопат (с длинной и короткой рукояткой) и ударных приспособлений, в основе работы которых лежит пневматика.

Прокладка труб методом ГНБ

Горизонтально-направленное бурение является методом, по которому также выполняется бестраншейная прокладка труб. Особенность этого способа заключается в использовании буровых установок. Существует три основных этапа бестраншейной прокладки труб методом ГНБ:

проводка скважины;
расширение скважины;
прокладка труб.

Бестраншейное горизонтальное бурение выполняется с использованием буровой техники, которая оснащена специальным наконечником. Такой наконечник стыкуется с гибкой штангой, которая позволяет ему менять направление при бурении. Это в первую очередь нужно для того, чтобы избежать столкновения с естественными препятствиями в почве. Наконечник имеет отверстия, которые необходимы для его охлаждения во время работы. Кроме этого, в нем расположен навигационный аппарат, который контролирует и корректирует траекторию бурения.

Расширение скважины выполняют, меняя буровой наконечник на расширитель. Для того, чтобы выполнить скважину с большим диаметром, расширение может производиться несколько раз.

Важно! Диаметр скважины должен иметь показатель, который на 30% превышает размеры сечения прокладываемого трубопровода.

На заключительном этапе производится протягивание трубопровода. Протягивают трубы таким образом: плеть коммуникации закрепляют к специальной штанге, а дальше машина ГНБ затягивает конструкцию в скважину. Для того, чтобы снизить показатель трения при протягивании трубопровода через горизонтальный канал, применяется бурильный раствор.

Бестраншейная прокладка труб для различных сетей – это современная методика, позволяющая экономить ресурсы. Благодаря нескольким способам реализации такой технологии можно подобрать самый оптимальный вариант для любой ситуации.

Теплоаккумулятор для отопления своими руками: пошаговая инструкция

Самостоятельное изготовление теплоаккумулятора под силу каждому человеку, имеющему навыки работы с элементарными слесарными и хозяйственными инструментами. Для сборки такого агрегата не придется покупать какие-либо дорогостоящие детали и материалы. Комплектующие для самой простой модели можно найти в гараже либо кладовой любого запасливого и хозяйственного человека.

Теплоаккумулятор

После изучения следующего руководства вы сможете самостоятельно изготовить теплоаккумулятор и подключить его к отопительной системе.

Устройство и особенности работы теплоаккумулятора

По своей конструкции типичный теплоаккумулятор является стальным баком с патрубками вверху и внизу, одновременно являющимися концами змеевика, изготовленного из медной трубки. Нижние патрубки соединяются с тепловым источником, верхние – с системой отопления. Внутри установки находится жидкость, которую потребитель может использовать для решения нужных ему задач.

Схема подключения

Принцип работы агрегата построен на высокой теплоемкости воды. В целом механизм действия теплоаккумулятора можно описать так:

в боковые стенки емкости врезано две трубы. Через одну в бак поступает холодная вода от водопровода или из резервуаров, через вторую подогретый теплоноситель отводится в радиаторы отопления;
верхний конец змеевика, установленного в баке, соединяется с патрубком холодной воды котла, нижний – с патрубком горячей;
циркулируя через змеевик, горячая вода нагревает жидкость в баке. После выключения котла, вода в отопительных трубах начинает остывать, но продолжает циркулировать. При поступлении в теплоаккумулятор прохладная жидкость выталкивает накопленный там горячий теплоноситель в отопительную систему, благодаря чему обогрев помещений продолжается еще в течение некоторого времени (в зависимости от емкости накопителя) даже при выключенном котле.

Важно! Для обеспечения движения теплоносителя система укомплектовывается циркуляционным насосом.

Цены на теплоаккумуляторы для систем отопления

Ключевые функции теплонакопителей

Теплоаккумулятор имеет множество полезных функций, в числе которых:

обеспечение пользователя горячей водой;
нормализация температурного режима в обогреваемых помещениях;
повышение показателей полезного действия отопительной системы с одновременным уменьшением расходов на обогрев;
возможность объединения нескольких тепловых источников в единый контур;
накопление лишней энергии, которую вырабатывает котел и т.д.

При всех своих преимуществах теплоаккумуляторы имеют всего 2 недостатка, а именно:

ресурс накапливаемой теплой жидкости напрямую зависит от объема используемого бака, но при любых обстоятельствах он остается строго ограниченным и заканчивается довольно оперативно, поэтому нужно обязательно продумать вопрос обустройства дополнительной системы нагрева;
более объемные накопители требуют достаточно много места для установки, к примеру, котельного помещения.

Бак-теплоаккумулятор для твёрдотопливного котла WIRBEL CAS-500 Устройство для эффективной работы твердотопливного котла и зарядки теплового аккумуляторного бака Схема установки

Сборка простого теплоаккумулятора

Простейший тепловой накопитель работает по принципу термоса. Стенки установки практически не проводят тепло и позволяют воде оставаться теплой в течение достаточно продолжительного времени.

Для сборки такого агрегата нам понадобятся следующие приспособления:

бак. Объем подбирайте индивидуально, по своим потребностям и возможностям. Объективный минимум – 150 л;
материал для теплоизоляции. Отлично подходит минеральная вата;
клейкая лента;
медные трубки для изготовления змеевика;
бетонная плита либо доски для опалубки и раствор для заливки.

Теплонакопитель можно собрать на основе железной бочки. Объем, как уже отмечалось, подбирается индивидуально, однако в использовании бака вместительностью меньше 150 л особого смысла нет.

Первый шаг

Подготавливаем бочку к дальнейшей работе. Если это старая емкость, тщательно очищаем ее от различных загрязнений и зачищаем следы коррозии.

Теплоаккумулятор, общий вид Теплоаккумулятор, патрубки. 1 — система отопления. 2 — верхний змеевик. 3 — нижний змеевик. 4 — охлаждение ТА. 5 — группа безопасности. 6 — магниевый анод Теплоаккумулятор, патрубки с другой стороны. 1 — термометры Wats. 2 — твердотопливный котел. 3 — термодатчики для контроллера солнечных систем

Второй шаг

Оборачиваем внешние стенки теплоизоляционным материалом. Хорошо подойдет минеральная вата. Окутанную теплоизоляцией бочку дополнительно обматываем скотчем в несколько слоев.

Третий шаг

Окутываем бак фольгированной пленкой. Для фиксации материала также используем клейкую ленту. При желании обшиваем изолированную конструкцию листовым металлом.

Четвертый шаг

Делаем змеевик, по которому будет транспортироваться теплоноситель. Для этого используем медную трубку длиной 8-15 м (зависит от объема выбранной бочки) и диаметром порядка 20-30 м. Сгибаем трубу в спираль и помещаем внутрь бака. Змеевик соединяется с котлом. В дальнейшем эта спираль будет нагреваться и отдавать полученное тепло воде в баке.

Теплоаккумулятор Змеевик — теплообменник Трубы довольно неплохо зажимаются между шляпками саморезов Подключение теплообменника Подключение теплообменника Подключение теплообменника Утепление теплоаккумулятора

Пятый шаг

Делаем патрубки в боковых стенках накопителя. Через один патрубок в бак будет поступать холодная вода, через другой выходить горячая. Патрубки оснащаем кранами для быстрого перекрытия циркуляции воды.

Шестой шаг

Устанавливаем тепловой накопитель и выполняем его подключение.

Для лучшего понимания порядка подключения теплоаккумулятора смотрим на схему.

Важно! Бочку можно ставить только на плиту из бетона. Покупаем готовое изделие либо отливаем основание самостоятельно.

По рассмотренному способу выполняется подключение накопителя к системе обогрева, работающей с использованием 1 котла. В случае применения большего количества отопительных агрегатов, схема существенно усложнится. Систему придется оснастить датчиками давления и температуры, взрывным и предохранительным клапанами и т.д. К сборке подобного агрегата рекомендуется приступать только при наличии соответствующих навыков и должного опыта.

Использование теплоаккумулятора в разных системах обогрева

Теплоаккумуляторы эффективно показывают себя при использовании в самых разнообразных системах обогрева. При этом в каждом случае подобный накопитель позволяет существенно сэкономить на отоплении.

Чаще всего тепловыми аккумуляторами комплектуются системы твердотопливного обогрева. Установка будет способствовать более экономичному расходу топлива и эффективному обогреву, а также предотвратит преждевременный износ отопительных радиаторов.

Не лишним будет тепловой аккумулятор и в системе электрического отопления, в особенности в регионах с двойным тарифом за электричество. Ночью, когда электроэнергия продается потребителю по более доступной стоимости, аккумулятор будет накапливать тепло. Днем же можно будет на некоторое время выключить котел и топить силами теплоаккумулятора.

Используются накопители и в многоконтурных отопительных системах. Благодаря ним обеспечивается распределение теплоносителя между контурами. Монтаж патрубков может быть выполнен на разной высоте, что позволит получать воду, нагретую до разной температуры.

Несколько слов о модернизации

При необходимости собранный нами тепловой аккумулятор легко модернизируется. Существует несколько способов.

Мы можем установить снизу дополнительный теплообменник, благодаря которому будет накапливаться энергия, получаемая солнечным коллектором. Актуально для современных систем, использующих энергию солнца для обогрева помещений.
Мы можем разделить внутреннее пространство емкости на несколько сообщающихся секций, что обеспечит более выраженное расслоение воды по температурам. Актуально для многоконтурных систем.
Мы можем немного увеличить бюджет и выполнить теплоизоляцию стенок бака пенополиуретаном вместо минеральной ваты. Этот материал позволит дополнительно уменьшить потери тепла.
Мы можем увеличить количество патрубков и подключить накопитель тепла к более сложной системе обогрева, построенной на базе нескольких независимых контуров. Актуально для отопительных систем, обслуживающих большие дома с помощью котлов высокой мощности.
Мы можем установить дополнительный теплообменник для накопления воды. Ее можно будет использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.

Солнечный коллектор Абсорбер частично выгнут буквой U Практически замкнут в кольцо Общий вид готового теплообменника для самодельного теплоаккумулятора

Теперь вы владеете всеми необходимыми знаниями для самостоятельной сборки, установки, подключения и модернизации теплового аккумулятора.

Видео – Теплоаккумулятор своими руками

Изготовление теплоаккумулятора своими руками

Теплоаккумулятор – это специальная емкость с жидкостью, которая способна накапливать энергию теплоносителя и отдавать ее обратно. Подобное устройство позволяет значительно сократить расходы на топливо и существенно увеличить КПД (коэффициент полезного действия) отопительной системы.

Применение теплового аккумулятора ↓
Преимущества теплового аккумулятора ↓
Недостатки теплового аккумулятора ↓
Принцип работы ↓
Виды теплоаккумуляторов ↓
Делаем своими руками ↓
Необходимые материалы и инструменты ↓
Изготовление ↓
Утепление ↓
Установка и подключение ↓
Блиц-советы ↓

Применение теплового аккумулятора

Аккумулирующий контейнер с водой используется для домов с периодическим отоплением, а именно:

Для электрических котлов, оборудованных многотарифным счетчиком, которые экономно работают исключительно ночью (стоимость электроэнергии ночью в 3 раза дешевле, чем днем).
Для котлов на твердом топливе, которые ночью прекращают работать из-за необходимости в периодическом подбрасывании дров или угля.

Использование подобных установок в системе не только продлевает период ее эксплуатации, но и выполняет ряд других полезных функций.

Преимущества теплового аккумулятора

Устройство выполняет следующие функции:

Накапливает теплоэнергию, за счет чего существенно экономит топливо.
Позволяет соединить в одной системе несколько источников теплоэнергии (гелиометрическую систему, ТЭН, котел и др.).
Повышает КПД котла.
Оберегает все элементы от перегрева.
Нагревает воду.
Контролирует температурный режим в помещениях.

В независимости от преимуществ установки, существует и несколько минусов.

Как комплектуется теплоаккумулятор к котлу

Недостатки теплового аккумулятора

К недостаткам относят:

Количество воды зависит от вместительности бака теплоаккумулятора. Он выступает в роли ограничителя, который быстро расходуется, поэтому понадобится дополнительная система для подогрева.
Для установки больших баков требуется свободная площадь, в виде отдельного помещения (котельни).

Принцип работы

Теплоаккумулятор накапливает энергию за счет прямого или косвенного отопления в системе, а температура при этом достигает своей максимальной отметки. Как только котел перестает работать, устройство начинает отдавать накопленную от нагретой воды энергию обратно теплоносителю.

Чтобы тепловой аккумулятор работал качественно, его следует подключить как можно ближе к выходному патрубку теплоносителя. Также конструкция должна отвечать таким требованиям:

Правильно подобранный объем бака, который зависит от отапливаемой площади.
Качественная теплоизоляция стенок, которая снижает уровень тепловых потерь.
Выполнение функции ГВС (горячее водоснабжение).

Теплоаккумулятор – вертикальная герметичная емкость (бак), которая покрыта изоляцией и имеет 4 патрубка для подведения и отведения воды (2 сверху и 2 снизу). В качестве материала для бака используется черная или нержавеющая сталь, которая может быть покрыта эмалью.

Схема подключения теплоаккумулятора

Виды теплоаккумуляторов

Классификация аккумулирующих емкостей:

В зависимости от конструкции устройства бывают:
- Теплоаккумуляторы со встроенным змеевиком или тэном.
- Устройства с двумя и более змеевиками или тэнами.
- Комбинированные устройства, где используется тэн и змеевик одновременно.
В зависимости от места монтажа:
- Термосифоны – монтируются на солнечных коллекторах. Они состоят из двух баков (внутреннего и наружного), между которыми устанавливают теплоизолятор толщиной 50 мм. Материал изолятора – пенополиуретан.
- Буферные контейнеры – монтируются подобные емкости внутри помещения. Конструкция такая же, как и у термосифонов.
В зависимости от функции ГВС:
- Модели с наличием ГВС.
- Модели без ГВС.

Конструкция устройства очень сложная, поэтому стоимость моделей заводского производства такая высокая. Чтобы сэкономить средства можно соорудить подобную установку самостоятельно.

Делаем своими руками

Для разработки установки можно использовать стальные бочки или обыкновенные листы стали. Форма бака может быть как цилиндричной, так и квадратной. Но прежде чем приступить к изготовлению, необходимо провести расчеты объемов, мощности и теплоизоляции.

Чтоб узнать объем бака, необходимо вычислить какое количество жидкости должно быть в тепловом аккумуляторе. Используем следующую формулу:

где: Q – это расход теплоэнергии во всей системе, кВт;

c – теплоемкость воды, которая 4,187 кДж/кг ºС либо 0,0012 кВт/кг ºС;

∆T – Разница между максимальным и минимальным значением температур жидкости в емкости и трубопроводе ºС.

Из этого следует, что приблизительный объем бака должен быть 1,7м 3 . Такой бак будет обеспечивать отопительную систему потоком с температурой 50ºС на протяжении 8 часов. Затем начнется постепенное остывание помещения и спустя 3-4 часа полностью разрядится аккумулятор.

Важно! Чтобы устройство успевало полностью подзарядиться в период функционирования котла, ему необходимо иметь дополнительный запас мощности.

Расчет толщины теплоизолителя напрямую зависит от мощности, которая нужна для отопления котельни. Теплопроводность изоляционных материалов составляет 0,040 Вт/м ºС.

Узнаем, сколько тепла будет проникать в котельную, используем формулу:

где: S – площадь поверхности бака без днища, кв. м.;

Tmax – максимальная температура воды, ºС;

20 – температура воздуха внутри помещения, ºС;

Л – теплопроводность изоляционных материалов, Вт/м ºС;

d – толщина теплоизолятора, м.

Формула для площади поверхности бака без дна:

где: Sос – площадь основания бака;

d – диаметр круга, мм;

h – высота бака, м.

Используя теплоизолятор с толщиной 0,1 м., то из теплоаккумулятора в котельную будет поступать 204,4 Вт тепла.

Если данный показатель не подходит, то толщину изоляции необходимо уменьшить.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления теплового аккумулятора понадобится емкость объемом более 150 литров. Самостоятельно сделать такую емкость несколько проблематично, но возможно. В качестве альтернативного варианта можно применять баки советского производства, которые выполнены из нержавеющей стали.

Они ранее использовались столовыми для подогревания воды. А если достать подобный раритет не получилось, подойдет любая емкости из стали с толщиной стенок от 5 мм. Самый доступный вариант – бочка.

Для работы понадобятся такие материалы как:

бак с емкостью более 150 литров;
теплоизоляционный материал;
медные трубы с диаметром 20-30 мм (змеевик) или тэны;
термометр;
патрубки;
крепежи для термометра и змеевика (тэна);
электронагреватель мощностью в 800Вт и длиной приблизительно в 2 м.
сварочный аппарат;
инструменты.

В качестве теплоносителя для устройства можно использовать несколько материалов, теплоемкость которых представлена в таблице:

Жидкость	*Теплоемкость, Дж/кгК**
Нашатырный спирт	4730
Вода	4200
Глицерин	2660
Этиленгликоль	2300
Керосин	1950
Машинное масло	1800

Исходя из этих данных, самый доступный и эффективный материал – вода.

Изготовление

Рассмотрим более детально, как из бочки соорудить аккумулирующую емкость. Этапы монтажа устройства:

Выбрать бочку нужного объема.
Очистить ее, устранить пыль и мусор, избавится от коррозии.
Упрочнить бочку с наружной стороны ребрами жесткости (особенно когда теплоаккумулятор рассчитан на более, чем 5м 3 ).
Под болты необходимо приварить фланец размером с крышку.
Увеличить толщину крышки, приварив к ней ребра жесткости.
Отшлифовать внутреннюю поверхность бочки, а затем обработать ортофосфорной кислотой. После прогрунтовать поверхность 4-6 раз и покрыть несколькими слоями теплостойкой краски.
Вварить внутрь тэны или змеевики и сделать отверстия для патрубков.

К самодельным установкам выдвигается несколько требований относительно безопасности:

Запрещается контакт горячих деталей установки с легковоспламеняющимися и взрывающимися материалами.
Из-за высокого внутреннего давления и закрытости системы нужно обеспечить максимальную герметичность, монтировать ребра жесткости и специальные резиновые прокладки для крышки.
В случае использования дополнительного нагрева в виде тэнов, необходимо заизолировать все контакты и сделать заземление для бака.

Утепление

В качестве теплоизолирующего материала можно использовать:

Пенопласт толщиной в 10 см и плотностью 25кг/м 3 . Этот материал очень удобный в использовании. Его легко клеить к металлическим стенкам и просто прорезать отверстия для патрубков.
Минеральная вата толщиной 10 см и плотностью 135-145 кг/м 3 . Ее проблематичнее прикрепить к устройству.
Рулонный утеплитель ISOVER. Его используют для круглых баков, изготовленных из бочек. Прикрепить материал к бочке трудно, особенно в нижней ее части.

Лучшим вариантом для утепления выступает материал, который не выделяет при нагревании ядовитых испарений. Пенопласт, к сожалению, не подходит под это условие. А минеральная вата не должна содержать фенолформальдегидных смол. Идеальный вариант для утепления – базальтовая вата.

Установка и подключение

Чтобы подключить устройство понадобится в первую очередь выбрать место, для установки. Наилучшим вариантом будет его расположение в максимальной близости к котлу, тогда температура носителя будет высокой и увеличится скорость нагрева жидкости в емкости.

Второй этап – сооружение дополнительного фундамента под установку, поскольку ее вес более 2 т. Если система предусматривает горячее водоснабжение, понадобится провести водопровод.

Схема подключения самодельного устройства у каждого своя. Приблизительный способ подключение для одного работающего котла состоит из следующих шагов:

Через бак проходит обратный трубопровод, поэтому с его концов должны быть вход и выход размером в 1,5 дюйма.
В первую очередь необходимо подсоединить обратку котла к баку, разместив между ними циркуляционный насос. Он требуется для распределения воды из бочки в расширительный бак, отсекающий кран и в отопительный прибор.
Со стороны подачи тоже монтируется отсекающий кран и циркуляционный насос.
Соединять трубопровод подачи следует аналогично обратке, но без установки тепловых насосов.

Если количество контуров более двух, то схема подключение существенно усложнится.

Тепловой аккумулятор следует дополнительно оборудовать термометром, взрывным клапаном и датчиками, контролирующими уровень давления внутри. Из-за постоянного накопления тепла бочкой может произойти перегрев, поэтому следует периодически сбрасывать избыточное давление.

Блиц-советы

Советы по изготовлению:

Для аккумулирующих емкостей с нуля лучшим вариантом будет использование листового металла толщиной в 2 мм.
Сварить установку можно и из нержавейки, но это обойдется несколько дороже.
Чтобы упростить процесс изготовления и утепления лучше делать теплоаккумулятор прямоугольной формы.
Не используйте для устройства бочки из пластмассы, они не выдерживают высоких температур. Исключением являются бочки с маркировкой до 100 ºС.
В крышку нужно вмонтировать предохранительный клапан, с помощью которого выпускать избыточное давление.
Заводской змеевик можно заменить на стальной гофрированный шланг, что увеличит общую площадь теплообмена.
Чтобы пластиковые баки не теряли своей формы их необходимо заключить в каркас из решетки.
Маленькие тепловые аккумулятора можно применять для водяного теплого пола в качестве подпитки.

Как сделать теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Буферная емкость ведущих производителей, изготовленная в заводских условиях, на 500 л. обойдется приблизительно в 30000-38000 руб. Изготовление теплоаккумулятора для котла отопления своими руками будет стоить приблизительно вдвое дешевле. Цена будет еще меньше если самостоятельно установить емкость и выполнить обвязку.

Какого объема должен быть тепловой накопитель

Принцип работы теплоаккумулятора связан с накоплением тепловой энергии во время работы котла и ее отдачи после отключения отопительного оборудования. Фактически, буферная емкость работает по принципу обыкновенной электроаккумулятора.

От объема резервуара зависит то, сколько времени будет поддерживаться обогрев здания в автономном режиме. Прежде чем приступить к изготовлению системы отопления с самодельным тепловым аккумулятором, потребуется рассчитать объем бака.

Существует два метода вычислений:

выполняемый с помощью математических расчетов, по формуле.

Предположительный расчет емкости теплового аккумулятора для дома с площадью 100 м²:

Площадь дома отапливаемая

y = S/10*0.53 = 100 м² / 10 * 0.53 кВт = 5.3 кВт

Суточная потребность возмещения теплопотерь

Q = y*24 = 5.3 кВт * 24 ч = 127.2 кВт-ч.

Удельная теплоемкость воды

Cуд = 0.00116 кВт-ч/кг•°С

Разница температур воды

Удельный вес воды

V = Q/(C*T*g) = 127.2 кВт-ч / (0.00116 кВт-ч/кг•°С * 50°С * 1000 кг/м³) = 2.19 м³

Согласно таблицы, эффективное водяное отопление с самодельной емкостью для дома, способное проработать в автономном режиме около 10 часов, 2,19 м³. Можно уменьшить объем до 1,4 м³ при этом тепловой аккумулятор будет способен отдавать тепло 5 часов. После проведения расчетов можно приступать к изготовлению бака аккумулятора своими руками.

Как и из чего сделать буферную емкость

Теплоаккумулятор изготавливают по чертежу заводского бака. Внутреннее устройство полностью идентично. Бак состоит из следующих узлов:

наружная защитная оболочка;

теплообменник для емкости, обычно медный змеевик;

регулирующая и запорная арматура: сливной кран, предохранительный клапан, воздушный клапан, термометр.

Чтобы изготовить буферную емкость самостоятельно достаточно собрать аккумулятор подобно заводскому модулю. Следует помнить, что для разных систем отопления (открытого и закрытого типа), требуются баки разной конструкции. Также будет необходимо подобрать материал для изготовления и утепления емкости.

Тип конструкции теплонакопителя

Существует несколько видов емкостей, классифицирующийся по форме и устройству. Самодельные баки теплоаккумуляторы бывают:

Прямоугольные — при производстве используют металл толщиной в 2 мм. Для упрочнения конструкции буферной ёмкости, приваривают уголки (рёбра жёсткости), стягивая противоположные стенки между собой. Прямоугольная форма теплоаккумулятора хуже справляется с давлением. Общее требование при установке: монтаж накопителя выше расположения радиаторов.
Прямоугольная конструкция бака широко распространена благодаря простоте сборки. Чтобы снизить нагрузку на стенки аккумулятора, в систему отопления врезают воздухоотводчик и сбросовый клапан. При закипании теплоносителя (частое явление твердотопливных котлов), арматура предотвратит возникновение аварийного давления.

Для самотечной системы отопления подойдет только открытый буферный бак. Отличие в конструкции: наличие патрубка в верхней части емкости, сообщающегося с атмосферой.

Материал для изготовления аккумуляторного бака

Вариантов для изготовления множество. Наиболее распространенные:

Пластиковые бочки — важное условие эксплуатации, чтобы материал мог выдержать нагрев до 100°С. Для укрепления корпуса можно сделать окантовку из металлических полос.

Буферная емкость из «еврокуба» — применять не рекомендуется. Причина проста, максимальная температура нагрева резервуара всего 70°С. При перегреве теплоносителя стенки деформируются дадут течь. Но как видно из видео, делают теплоаккумуляторы и из «еврокубов».

Алюминиевая ёмкость — используют уже готовые резервуары с достаточным объемом. Изготовить бак из алюминия самостоятельно получится только при наличии должной квалификации сварщика. Не все профессиональные мастера берутся за обработку этого металла.

Теплоаккумулятор из бочек (металлических) — недостатки: тонкостенная сталь, плоские крышки. Хорошая альтернатива, взять заготовку стальной трубы и изготовить бак приварив дно и верхнюю часть.

Стальная емкость под теплоаккумулятор (цилиндрическая) — оптимальный вариант, требующий минимального количества материальных затрат. Делается из листового железа от 2 мм и толще.

Кроме изготовления сварной конструкции бака используют уже готовые емкости. Подойдут: старые бойлеры, ресиверы, емкости для хранения жидкого азота, баллоны под сжиженный газ и т.п.

Как утеплить буферную емкость

В заводских накопителях изоляцию прокладывают между внутренним баком и внешним кожухом. В самодельных буферных емкостях для твердотопливного котла используется тот же метод теплоизоляции.

Утеплению подлежат стенки теплоаккумулятора. Рекомендуют использовать минеральную или базальтовую вату толщиной не менее 6-8 см. С ватой легко работать. Минеральная теплоизоляция бака пропускает влагу и конденсат (дышит), не скапливая жидкость внутри волокон.

Еще один плюс. Как показывает практика, буферные емкости, утепленные ватой, не любят мыши. При изоляции пенопластом или пенополистиролом грызуны не редко селятся внутри теплоизолирующего слоя. Появившиеся дырки приводят к быстрой потере тепла и снижению КПД накопителя.