Grzanie z pompą (ciepła) – 4. Ładowanie buforów

Bufor Poza pompą ciepła powietrze/woda istnieją nieliczne przypadki zaniechania montażu bufora. Przypadek taki, to instalacja grzewcza o małej mocy i jednym obiegiem grzewczym. Jednak w przypadku ogrzewania grzejnikowego nie jest to optymalnym rozwiązaniem za względu na duże wahania temperatur w instalacji i częstotliwość włączania się pompy ciepła. Zależne to jest też od oporów przepływu w instalacji. W tym przypadku należy sprawdzić parametry wbudowanej w obudowie pompy ciepła pompy obiegowej z parametrami wymaganymi przez instalację c.o. Rozwiązanie takie jest do przyjęcia dla małych instalacji grzewczych. Dla większych instalacji, nawet przy jednym obiegu grzewczym, zalecałbym rozdzielenie obiegu skraplacza od obiegu instalacji buforem. Bufor spełnia trzy istotne role:

* sprzęgła hydraulicznego rozdzielającego obieg skraplacza od obiegu instalacji c.o; potocznie można powiedzieć, że pompa ciepła ładuje bufor do wymaganej przez niego temperatury, a instalacja bierze z bufora tyle ile potrzebuje;

* magazynu ciepła zmniejszającemu cykle włączania się pompy ciepła, a tym samym zmniejszenia poboru energii elektrycznej i przedłużenie żywotności sprężarki; można to porównać ze zużyciem paliwa w samochodzie przy częstym jego uruchamianiu;

* elementu pozwalającego na stabilną regulację pracy instalacji i pompy ciepła.

Pojemność bufora nie jest dowolna i ma związek z charakterem użytkowania budynku. Przy użytkowaniu ciągłym z niezmienną temperaturą pomieszczeń korzystna jest duże pojemność bufora, przy użytkowaniu o wymaganej zmiennej temperaturze pomieszczeń w różnych przedziałach czasowych korzystniejszym jest zastosowanie bufora o mniejszej pojemności.

Wg ogólnie przyjętych kryteriów pojemność bufora powinna wynosić ok. 10% natężenia przepływu przez skraplacz pompy ciepła. A więc np. dla mocy grzewczej 10 kW – pojemność bufora powinna wynosić ok. 120 l.

W przypadku tzw. ogrzewania mieszanego, tj. ogrzewania podłogowego i grzejnikowego bufor jest zalecanym, wręcz niezbędnym, dla optymalnej pracy systemu grzewczego elementem instalacji górnego źródła.

Rozróżniamy dwa rodzaje podłączenia bufora: połączenie szeregowe i połączenie równoległe.

* Połączenie szeregowe stosowane jest dla instalacji z jednym obiegiem grzewczym i zasobnikiem ciepłej wody użytkowej przy czym podłączenia hydrauliczne są różne dla pompy ciepła powietrze/woda i solanka/woda.

* W pozostałych przypadkach należy stosować bufor w połączeniu równoległym.

Ciepła woda użytkowa Przy normalnym zużyciu ciepłej wody użytkowej zasobnik ciepłej wody należy dobierać zgodnie z zaleceniami producenta pompy ciepła. Problem zaczyna się przy doborze zasobnika przy małym zapotrzebowaniu c.w.u. i pompie ciepła o dużej mocy grzewczej oraz dużym zapotrzebowaniu ciepła na przygotowanie ciepłej wody i pompie ciepła o małej mocy grzewczej.

* Pompa ciepła o dużej mocy i małym zapotrzebowaniu c.w.u.

Wężownica wbudowana w zasobnik ciepłej wody nie jest w stanie odebrać ciepła wytworzonego przez pompę ciepła jedną sprężarką. W sezonie grzewczym można kompromisowo ustawić pracę pompy ciepła nie w priorytecie c.w.u. lecz na pracę równoległą. W sezonie letnim nie jest to możliwe. Zaleca się więc zastosowanie zasobnika ciepłej wody bez wężownicy (nie może to być bufor wody grzewczej ze względu na inne wewnętrzne wykonanie antykorozyjne) oraz wymiennika pośredniego c.w.u. o mocy dobranej do mocy grzewczej wytwarzanej przez jedną sprężarkę. Nie jest to rozwiązanie optymalne pod względem kosztów inwestycyjnych, oraz systemu regulacji. Musimy liczyć się z krótkim cyklem pracy pompy ciepła a przy zwiększonym poborze ciepłej wody z jej niedogrzaniem ze względu na zablokowany minimalny czas postoju sprężarki na ogół ustawiony na 20 min. Rozwiązaniem jest zainstalowanie elektrycznego podgrzewacza ciepłej wody na wylocie z zasobnika do instalacji, co jest błędnie niechętnie przyjmowane przez inwestorów.

* Pompa ciepła o małej mocy i dużym zapotrzebowaniu c.w.u.

W tym przypadku zaleca się zastosowanie odpowiedniej pojemności zasobników ciepłej wody i dwóch oddzielnych pomp ciepła na cele grzewcze i ciepłej wody. Czas podgrzewu ciepłej wody można założyć 8 h, co zmniejszy wymaganą moc grzewczą pompy ciepła.

Instalacja wewnętrzna c.o. Szczególnie ważnym czynnikiem prawidłowej pracy pompy ciepła jest prawidłowy dobór parametrów wody grzewczej. Większość pomp ciepła dopuszcza spadek temperatury w instalacji do 10 K. Oznacza to, że projekt instalacji c.o. powinien uwzględniać dobór odbiorników ciepła, grzejniki czy ogrzewanie podłogowe na taki spadek temperatury.

Najwięcej błędów i nieporozumień napotyka się w przypadku projektowania tzw. ogrzewania mieszanego tj. podłogowego i grzejnikowego. Jest to obecnie najczęściej spotykane życzenie klientów.

Jak już wspomniałem różnica temperatury zasilania i powrotu do pompy ciepła nie może przekroczyć 10 K. Temperatura wody powrotnej z instalacji ogrzewania podłogowego wynosi najczęściej ok.30ºC przy minimalnej, obliczeniowej temperaturze zewnętrznej. Temperatura wody z grzejników 45ºC. I przy np. równym zapotrzebowaniu mocy grzewczej na te instalacje średnia temperatura wody powrotnej w buforze wyniesie ok.37,5ºC. Osiągalna temperatura zasilania wyniesie więc ok.47,5ºC, co jest niewystarczające dla ogrzewania grzejnikowego. Temperatury te zależne są od proporcji mocy grzewczych potrzebnych dla obu obiegów. Kompromisem jest podwyższenie temperatury zasilającej ogrzewanie podłogowe do 45ºC. Należy przyjąć ogólną zasadę projektowania ogrzewania na zbliżone parametry wody grzewczej.

Mirosław Kozłow
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij