Princípio de funcionamento do tanque de acumulação de calor

O princípio de funcionamento de um tanque de armazenamento buffer baseia-se no uso da alta capacidade térmica da água. Por exemplo, 1 litro de água que esfriou em 1°C pode aquecer 1 m³ de ar em 4°C.

Vamos considerar o princípio de funcionamento de um tanque de armazenamento buffer usando como exemplo o design mais simples, sem um trocador de calor embutido, um tanque adicional para aquecer água ou outros dispositivos. Tal tanque de armazenamento buffer consiste em um recipiente com quatro tubos, dois dos quais estão localizados na parte superior e dois na parte inferior do tanque. A fonte de calor será uma caldeira de combustível sólido, e o consumidor será o sistema de aquecimento.

A tubulação de fornecimento da caldeira de combustível sólido está conectada ao bocal superior, e a tubulação de retorno está conectada ao bocal inferior do tanque de armazenamento buffer. Uma bomba de circulação é instalada na tubulação de retorno do sistema de aquecimento, que extrai água do tanque. Após ligar a bomba de circulação e acender a caldeira, a bomba retira água fria do fundo do tanque de armazenamento buffer e a direciona para a caldeira, enquanto a água quente que sai da caldeira vai para a parte superior do tanque. A água quente é mais leve que a água fria, portanto, não há mistura intensa de água no tanque, e a bomba retira água fria do fundo do tanque até que todo o tanque esteja cheio de água quente. No caso de uma caldeira de combustível sólido, o volume do tanque de armazenamento buffer é calculado para que seja suficiente para acumular o calor gerado pela queima de uma única carga de combustível.

Após a queima do combustível, o tanque de armazenamento é preenchido com água quente. O isolamento térmico do tanque permite que a água permaneça quente por várias horas ou até um dia, de modo que o calor obtido à noite possa ser usado durante toda a noite ou apenas pela manhã. No momento do consumo de calor, temos um tanque cheio de água quente.

O segundo bocal superior está conectado à tubulação de fornecimento, e o segundo bocal inferior está conectado à tubulação de retorno do sistema de aquecimento. Uma bomba instalada na tubulação de retorno do sistema de aquecimento fornece água ao tanque e forma um segundo circuito de circulação. O fornecimento de água resfriada da parte inferior do sistema de aquecimento desloca a água quente da parte superior do tanque de armazenamento buffer para a tubulação de fornecimento. Como a água fria é mais pesada que a água quente, não há mistura intensa de água no tanque, e a água fria permanece na parte inferior do tanque. Portanto, até que a água fria preencha todo o volume do tanque de armazenamento buffer, o sistema de aquecimento receberá água quente.

O tempo de operação do sistema de aquecimento com o calor acumulado depende da potência do sistema e do volume do tanque. Portanto, ao escolher um tanque de armazenamento buffer, é necessário determinar qual das condições é mais importante: fornecer aquecimento ao sistema de uma determinada potência por um determinado tempo ou garantir a acumulação de calor de uma fonte de uma determinada potência por um determinado tempo.