Буферная емкость. Варианты подбора и способы монтажа. Теплота Харьков

Буферная ёмкость – это ёмкость с теплоносителем, которую принято называть еще аккумулирующей ёмкостью. Благодаря возможности накапливать (аккумулировать) тёпло, сохранять его и использовать по необходимости, буферная ёмкость отлично работает с многими видами котлов и систем отопления.

Буферная ёмкость – это ёмкость с теплоносителем, которую принято называть еще аккумулирующей ёмкостью. Благодаря возможности накапливать (аккумулировать) тёпло, сохранять его и использовать по необходимости, буферная ёмкость отлично работает с многими видами котлов и систем отопления. Прежде всего – это твердотопливный котел. В работе с твердотопливным котлом, буферная ёмкость выполняет три важные функции.

1. Аккумулирующий бак отлично сглаживает температурные колебания в контуре котла и системы отопления и даёт возможность “сброса” и накопления излишков тепла.

2. Позволяет увеличить время между топками твердотопливного котла для комфортного пользования.

3. Позволяет подключать другие источники тепла (электрические, газовые котлы, тепловые насосы и гелиосистемы – солнечные панели) в единую накопительную базу и использование в системе отопления. 

Также, буферную ёмкость рационально использовать при отопления электрическим котлом при наличии многотарифного счётчика. В этом случае, работу котла можно настроить только в режиме работы ночью, по низкому тарифу, а днем использовать накопленные тепло из буферной ёмкости.

Стоит отметить, что при работе системы с буферной ёмкостью – теплонакопителем, мощность котла должна быть выше, чем необходимо просто для отопления. Например, если для отопления будет достаточно 20 кВт котла, то при работе с тепловыми аккумулятором можно купить котёл даже 30 – 40 кВт мощности и этот излишек даст возможность накопить тепло и использовать его пока котел выключен. 

Монтаж буферной ёмкости. 

Традиционно, буферная ёмкость устанавливается в разрыв между котлом и системой отопления.

Для реализации системы понадобится использование 2х независимых циркуляционных насосов – на систему отопления и на циркуляцию котлового контура. Насос системы отопления должен быть большей мощности (например 25/6), насос котлового контура – меньшей (например 25/4), все это нужно для корректной работы системы. Важно, чтобы теплоноситель не просто проходил через ёмкость, а смешивался внутри по направлению сверху вниз. Возможно, перед входом системы отопления в обратный контур буферной ёмкости, понадобится балансировочный вентиль для корректной настройки работы системы и осуществления теплонакопления. Термометры на входе и выходе обратки буферной ёмкости дадут понять, есть ли подмес горячей воды в нижней части аккумулирующей ёмкости, а термометры на различных уровнях дадут понимание о количестве запасенного тепла. Правильное смешение внутри бака обязательно нужно настроить с помощью насосов и их скоростей или балансировать с помощью вентиля, если это не удалось сделать насосами. 

Подбор объёма буферной ёмкости.  

К подбору аккумулирующего бака нужно подходить анализируя два понятия – мощность котла и площадь отопления. Методик достаточно много, но мы советуем практический вариант, который опробован неоднократно в действующих системах отопления. 

На площадь дома 200 м.кв. обычно подходит ёмкость 1000 литров. При этом 1 кВт котла рассчитывается на 40-50 литров теплоносителя. Такой расчёт буферного бака позволит комфортно его использовать для теплонакопления с наружной температурой до – 20. 

Важно знать! 

Конструкцию буферной ёмкости можно дооснастить:

• Встроенным теплообменником или баком для горячей воды для душа или умывальника. 

• Встроенным теплообменником для гелиосистемы (системы нагрева от солнца). 

• Утеплителем, для сохранности тепла в теплоаккумуляторе и работе его как термос. 

Для выбора необходимого объема буферной емкости следует обратится к профессионалам.

Менеджеры магазина Теплота всегда помогут с выбором и покупкой теплового аккумулятора от ведущих европейских и украинских фирм – производителей, предложив лучшее решение в соотношении цена – качество. 

Рекомендуємо ознайомитись з розділами

Буферна ємність (акумулюючий бак)

Фотогалерея

Какие существуют буферные емкости – Блог Romstal

Буферная емкость, или тепловой аккумулятор, это бак, который позволяет создавать запас тепловой энергии для ее последующего использования. Это оптимальное решение для систем отопления, которое позволяет аккумулировать возможные излишки тепловой энергии

Зачем нужна буферная емкость?

К сожалению, в Украине мало еще кто применяет буферные емкости в своих системах отопления. Потому что это траты, да и необходимо для установки системы отопления с применением буферной емкости помещение не менее 5 кв.м. Однако, европейский опыт использования буферных емкостей доказал их экономическую выгоду. Кроме того, буферная емкость это в первую очередь безопасности, ведь она снижает риск перегрева теплоносителя.

Существует несколько типов буферных емкостей:

Баки-аккумуляторы– это теплоаккумулирующая емкость для накопления и сохранения теплоносителя в системах отопления жилых и небольших производственных площадей.

Буферные емкости «бак в баке» – выполняют ту же функцию что и обычные баки-аккумуляторы, но при этом за счет встроенного бака ГВС позволяют обеспечивать нужды в горячей воде.

Баки с встроенными змеевиками или бивалентная буферная емкость – служит для работы с источниками использующими другой тип теплоносителя, например тепловые насосы, солнечные коллектора.

Большинство типов буферных емкостей имеют возможность установки в них ТЭНа.
Буферный накопитель необходимо подбирать в зависимости от системы отопления.
Расчет и подбор буферной емкости достаточно время-затратный процесс. В большинстве случаев емкости подбирают исходя из мощности котла, или котлов, которые будут на нее работать.

Например, при мощности котла в 25 кВт, минимально рекомендуемая буферная емкость будет -500 л, оптимально – 1000 л

Буферная емкость для твердотопливного котла

Все твердотопливные котлы, независимо от их типа и способа сжигания топлива, имеют следующие общие свойства:

Работают только в узком высокотемпературном графике (90/750 С или 80/600 С).

Могут менять мощность в диапазоне 100…50% путем уменьшения количества поступающего воздуха для горения. Причем с уменьшением мощности резко падает КПД за счет увеличения доли СО.

Котел не может быть остановлен, пока в нем не догорит все топливо.

Котел подбирается с запасом мощности около 15% на самую холодную пятидневку.

Современные системы отопления, в зависимости от наружной температуры и климата внутри помещений, изменяют расход и температуру в отопительных приборах. Таким образом, при установке твердотопливного котла в систему отопления получается дилемма: котел экономичней всего работает в высокотемпературном режиме, а система отопления в низкотемпературном.

Буферная ёмкость разрешает эту дилемму. Она позволяет твердотопливному котлу сжечь топливо с максимальным КПД, и положить его в буферную емкость. А система отопления отбирает накопленное тепло четко рассчитанными порциями по своей необходимости.Также замечено, что системы с твердотопливными котлами, которые не имеют буферной емкости, имеют расход топлива в 2-2,5 раза больше по сравнению с системами, имеющими буферную емкость. Это объясняется тем, что большую часть времени в отопительный сезон стоит относительно теплая погода, а значит котел все время работает с дефицитом воздуха для горения, и большая половина топлива буквально улетает в трубу в виде СО (недогар). Кроме экономии топлива – уменьшается количество загрузок топлива в течении суток.

Подбор буферной емкости

Наши специалисты с радостью осуществляют подбор буферной емкости под Ваши потребности. Ведь устройство достаточно не простое, и очень важно правильно подобрать его, чтобы не было проблем при установке. Монтаж буферной емкости должны осуществлять только профессионалы, поскольку при подключении важно учесть множество деталей. Важно, чтобы у Вас было отдельное помещение или специальное место для монтажа необходимого объёма буферной емкости. Более детальную информацию Вы можете уточнить у менеджера.

Буферная емкость и расчеты | ChemTalk

Учебные пособия

• 5 сентября 2022 г.
• Сообщение от Эндрю Дао

08 Aug

Основные понятия

В этом руководстве вы узнаете, что такое емкость буфера и как ее рассчитать. Мы также предоставим вам пошаговое руководство для примера проблемы.

Темы, освещенные в других статьях

• Что такое буферный раствор?
• Кислотно-основная химия
• Что такое рН? Формула и уравнение pH
• Слабые кислоты и слабые основания

Что такое буферная емкость?

Буферы устойчивы к изменениям рН, но они не непобедимы! Добавьте в буфер достаточное количество кислот или оснований, и его рН резко изменится.

Чтобы понять, почему это происходит, вспомним, что буфер представляет собой слабую кислоту и сопряженное с ней основание (или слабое основание и сопряженную с ним кислоту). Давайте рассмотрим пример одного из таких буферов: уксусная кислота и ее сопряженное основание, ацетат.

Ch ₃ COOH _(AQ) ⇄ CH ₃ COO ^– _(AQ) + H ⁺ _(AQ)

ЗДЕСЬ ацетат будет поглощать добавленные протоны (H+) и образовывать уксусную кислоту, предотвращая слишком сильное изменение концентрации H+ в растворе и, следовательно, его pH. Точно так же, когда мы добавляем основание в буфер, уксусная кислота будет реагировать с основанием с образованием ацетата и воды, предотвращая увеличение концентрации ОН.

Однако эти уксусные кислоты и ацетаты являются ограниченными ресурсами. Когда мы добавим много кислоты или основания, они израсходуют всю уксусную кислоту и ацетат буфера, что сделает буфер восприимчивым к резким изменениям pH.

Таким образом, буферная емкость — это количество кислоты или основания, которое мы можем добавить в буфер до того, как его рН резко изменится . Чем выше емкость, тем больше кислоты и основания мы можем добавить к нему, прежде чем его pH значительно изменится.

Весь смысл титрования заключается в превышении буферной емкости буфера! Источник: Викисклад.

Общие тенденции буферной емкости

Чем выше концентрация слабой кислоты и сопряженного основания (или слабого основания и сопряженной кислоты) в буфере, тем выше будет его емкость. Например, буфер с [слабой кислотой] = 0,50 М ([ ] обозначает концентрацию) и [конъюгированное основание] = 0,30 М будет иметь более высокую емкость, чем буфер с [слабой кислотой] = 0,050 М и [конъюгированное основание] = 0,030 M.

Если буфер имеет большую концентрацию слабой кислоты, чем концентрация сопряженного основания, то он будет иметь более высокую емкость для добавления основания.

Аналогичным образом, если буфер имеет более высокую концентрацию сопряженного основания, чем концентрация слабой кислоты, то он будет иметь более высокую устойчивость к добавленной кислоте. Кровь с соотношением бикарбоната к угольной кислоте 20:1 является отличным примером буфера такого типа.

Как рассчитать буферную емкость?

В более строгом смысле буферная емкость определяется как количество молей кислоты или основания, которое необходимо добавить к 1 литру буфера, чтобы вызвать изменение его рН на 1 единицу.

Следовательно, для расчета буферной емкости используем следующую формулу:

β = n / ΔpH

• β – буферная емкость (безразмерна)
• n – количество молей кислоты или основания ( которые были добавлены в буфер) на литр буфера
• ΔpH – разница между начальным pH буфера и pH буфера после добавления кислоты или основания

Пример Задача о емкости буфера

Задача :

Нам дают 600 мл натрий-фосфатного буфера с рН 7,39. Затем мы добавляем к нему 150 мл 0,2 М HCl, что придает буферному раствору новый рН 7,03. Какова емкость нашего фосфатно-натриевого буфера?

Решение:

Сначала найдем n, разделив количество молей HCl, которое мы добавили в буфер, на начальный объем буфера (в литрах, не забудьте!).

Количество молей HCl = 0,2 М × 0,150 л = 0,03 моль

n = 0,03 моль/0,600 л = 0,05 моль/л

Затем, следуя формуле, делим n на изменение рН раствора фосфата натрия.

ΔpH = |7,03 – 7,39| = 0,36

β = 0,05 моль/л / 0,36 = 0,14

Таким образом, буферная емкость нашего раствора фосфата натрия равна 0,14.

Дополнительная литература

• Уравнение Хендерсона-Хассельбаха
• Сильные кислоты и основания
• Моноосновные, триосновные и полиосновные кислоты

Как рассчитать буферную емкость?

Автор: Julia Żuławinska

Отзыв от Bogna Szyk и Jack Bowater

Последнее обновление: 21 мая 2020 г.

Содержание:

• Что такое буферная емкость? – определение буферной емкости
• Уравнение буферной емкости
• Как рассчитать буферную емкость?

Калькулятор буферной емкости поможет вам рассчитать и понять, насколько ваш буфер будет сопротивляться изменению рН. Продолжайте читать, чтобы узнать, зачем нам нужны буферы и как рассчитать их емкость с помощью уравнения емкости буфера.

Этот инструмент требует хотя бы некоторых знаний о том, что такое pH и как определить pH раствора. Мы рекомендуем вам изучить эти темы, прежде чем углубляться в собственно калькулятор, так как это облегчит вам понимание того, что такое буферная емкость.

Что такое буферная емкость? – определение емкости буфера

Прежде чем мы узнаем, что такое емкость буфера, нам сначала нужно установить, что такое буфер. Буфер представляет собой раствор, устойчивый к изменению рН . Он состоит из слабой кислоты, ее соли и сильного основания или слабого основания, его соли и сильной кислоты. Возможно, вы этого не понимаете, но буферы используются для контроля pH косметики, лекарств и пищевых продуктов. Даже рН нашей крови поддерживается между 7,35 и 7,45 буферами крови!

Буферная емкость количественно определяет устойчивость буферного раствора к изменениям pH после добавления OH ^– или H ⁺ . Емкость буфера и его начальный рН влияют на изменение рН после добавления кислоты или основания.

Более концентрированные буферы обладают большей емкостью, так как содержат больше молекул, способных взаимодействовать с дополнительными кислотами или основаниями. Это означает, что чем выше концентрация буфера, тем медленнее изменяется рН.

Уравнение буферной емкости

Чтобы найти буферную емкость, вам нужно разделить количество молей кислоты/основания, которое вы добавили на литр буферного раствора, на изменение pH:

β = n / ΔpH , где

• β – буферная емкость
• n — количество молей кислоты или основания, добавляемых на литр буферного раствора
• ΔpH — изменение pH: ΔpH = конечный pH — начальный pH

Как рассчитать буферную емкость?

1. Определите начальный уровень pH с помощью уравнения Хендерсона–Хассельбаха:

pH = pK a + log 10 ([A - ]/[HA]) , где:

• [A ^– ] – концентрация 9 O в буфере
• [HA] – концентрация кислоты в буфере
• pK _a – константа диссоциации кислоты

2. Рассчитайте окончательный pH тем же методом.