Wymienniki, zasobniki c.w.u., ogrzewacze pojemnościowe… (2). Ładowanie wody

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf 

Gorąca woda kotłowa przepływa przez wężownicę oddając ciepło do otoczenia, które stanowi woda użytkowa. Pojemność podgrzewacza powinno dobrać się do konkretnej instalacji i zapotrzebowania – w doborze odpowiedniej pojemności podgrzewacza dużym ułatwieniem jest tzw. współczynnik mocy NL. Jest to wartość podawana dla konkretnej pojemności podgrzewacza oraz dla konkretnej mocy kotła z nim współpracującego i, najprościej rzecz ujmując, określa, ile osób może komfortowo korzystać z wody użytkowej. Dla wyznaczenia współczynnika potrzebne są następujące informacje: ilość osób korzystających z wody użytkowej i wyposażenie domu (zlew, natrysk, wanna, umywalka) – podajemy tylko te urządzenia, z których możliwy jest jednoczesny pobór wody (np. są dwie łazienki i każda wyposażona w wannę, to należy je obie uwzględnić – jeżeli jest jedna łazienka z wanną i natryskiem, to ujmujemy tylko wannę jako urządzenie o wyższym zapotrzebowaniu i współczynniku). Dla przykładu wartość współczynnika NL = 1 oznacza zapewnienie komfortu dla 3,5 osoby (referencyjna rodzina) przy założeniu, że wyposażenie domu stanowi wanna o pojemności około 140 litrów. Przykład w drugą stronę: rodzina 4-osobowa, wyposażenie domu to wanna o pojemności 140 litrów, prysznic (nie deszczownica), umywalka mała oraz zlew kuchenny. Po obliczeniu otrzymujemy współczynnik NL = 2,15, co oznacza, że dobrany podgrzewacz powinien we współpracy z kotłem zapewnić co najmniej taką wartość. Dla podanego przykładu odpowiedni byłby zestaw kotła o mocy 16 kW i podgrzewacza o pojemności 200 litrów lub kotła o mocy 24 kW i podgrzewacza o pojemności 160 litrów. Poniżej podaję wzór oraz tabelę przeliczeniową:
Nl = A* Z/(3,5 * 5820) [Wh]

A – ilość osób korzystających z punktów poboru wody,
Z – maksymalne zapotrzebowanie chwilowe z punktów poboru wody (suma każdego punktu) [Wh].

Podgrzewacze wody to nie tylko zbiorniki z wężownicą – na rynku dostępne są także podgrzewacze płaszczyznowe – w przekroju ich budowa to zbiornik w zbiorniku. Zewnętrzny płaszcz stanowi woda grzewcza, a wewnątrz magazynowana jest woda użytkowa. Podgrzewacze takie charakteryzują się niewielką stratą postojową i dużym wydatkiem wody użytkowej. Podgrzewacz płaszczyznowy o tej samej pojemności co wężownicowy gwarantuje nawet o 1/3 większą wydajność stałą. Od strony instalacyjnej warto zaznaczyć, że takie podgrzewacze podłącza się odwrotnie jak wężownicowy, a więc zasilanie wodą grzewczą od dołu, a powrót wody grzewczej od góry.

Zbiorniki bez zintegrowanego wymiennika ciepła noszą nazwę zasobników wody użytkowej. Ładownie wody użytkowej odbywa się poprzez osobny obieg wodny i dodatkowy wymiennik woda/woda. Rozwiązanie z założenia droższe, ale gwarantujące niemal dowolne ilości wody użytkowej i co najważniejsze – bardzo duże wydatki chwilowe. Zasobniki są bardzo często standardowym wyposażeniem kotłów kompaktowych. Urządzenia kompaktowe, jak sama nazwa wskazuje, mają charakteryzować się niewielkimi rozmiarami i przy okazji gwarantować duże wydatki wody użytkowej. Zasada ogrzewania wody użytkowej jest niemal identyczna jak w przypadku kotła dwufunkcyjnego (występuje wymiennik woda/woda) z tą różnicą, że tu woda użytkowa jest magazynowana. Mimo niewielkiej pojemności gwarantują one całkiem spore wydajności. Nawet w momencie zupełnie zimnego zasobnika zapewniają wodę o wymaganej temperaturze, a dla podniesienia komfortu korzystania z wody pozwalają na montaż cyrkulacji. Szczególnie w tych instalacjach należy zwracać uwagę na twardość wody, ponieważ w przypadku wody twardej (ponad 18 dH) wymiennik woda/woda może szybko wymagać czyszczenia.

Kiedy takie rozwiązanie jest rozsądne? Urządzenia kompaktowe ze zintegrowanymi zasobnikami proponuje się przede wszystkim do domków jednorodzinnych, gdzie występuje niewielkie zapotrzebowanie na wodę użytkową, ale punkty poboru wody są oddalone od kotła, a ich sumaryczny strumień przepływu przekracza możliwości kotła dwufunkcyjnego.

Rozwiązania z zasobnikami w wersji makro stosuje się w budynkach wielorodzinnych lub blokach mieszkalnych. Na schemacie przedstawiono ładowania wody użytkowej, gdzie źródłem ciepła jest pompa ciepła. W przypadku takiego urządzenia system ładowania jest najczęściej jedynym słusznym rozwiązaniem ogrzewania wody użytkowej – i to właśnie dzięki dużej możliwości odbiorowej ciepła.

Powyższe informacje dotyczą instalacji kotłowych, gdy paliwem jest gaz lub olej, a więc takich instalacji, gdzie można mówić o pracy automatycznej. Gdy system grzewczy oparty jest o kocioł stałopalny, z reguły woda ogrzewana jest w zasobniku albo decentralnie (początek artykułu). Instalacje użytkowane czasowo wyposaża się również w pojemnościowe podgrzewacze elektryczne wody użytkowej. Słowo podgrzewacz jest jak najbardziej na miejscu, ponieważ zbiornik wyposażony jest w grzałkę elektryczną, a więc we własny wymiennik ciepła. Pojemność i moc grzałki zależna jest od zapotrzebowania wody. Na rynku dostępne są modele o pojemnościach od kilku litrów po 150 litrów i więcej, z grzałkami o mocach z reguły nie większych jak 6 kW.

Elektryczne podgrzewacze pojemnościowe to produkty do budynków okresowo zamieszkiwanych, bez centralnego ogrzewania, bez gazu czy oleju. Gwarantują duże wydatki wody ciepłej, jednak do pracy potrzebują energii elektrycznej (230 lub 400 V).

Kończąc temat magazynowania wody w podgrzewaczach czy zasobnikach, warto dodać, że tylko w momencie magazynowania możemy rozważać montaż kolektorów słonecznych. Temat kolektorów słonecznych jest ostatnio bardzo popularny dzięki dofinansowaniu z NFOŚiGW na poziomie 45% (realne dla klienta końcowego na poziomie 30%). Instalacja solarna, aby miała sens, musi pracować, a to oznacza, że musi „zrzucać” ciepło z dachu do wody użytkowej – magazynowanej, rzecz jasna, w podgrzewaczu lub zasobniku. Jeżeli chcemy skorzystać z wielu źródeł ciepła – kocioł, kominek, instalacja solarna – również jedynym słusznym rozwiązaniem jest magazynowanie wody użytkowej.

W przypadku wielu źródeł ciepła musimy skłaniać się ku podgrzewaczom biwalentnym, a więc z dwoma zabudowanymi wężownicami. Górna wężownica przygotowana jest pod kocioł i jest z reguły mniejsza, dlatego że kocioł pracuje na wyższych parametrach temperaturowych, podczas gdy np. układ solarny wpięty w dolną wężownicę pracuje na temperaturach znacznie niższych. Przy dobieraniu podgrzewacza pod pompę ciepła należy bardzo dokładnie sprawdzić moce odbiorowe wężownic i sprawdzić wytyczne producenta – najczęściej dla pompy ciepła dopiero dwie wężownice spięte szeregowo gwarantują wystarczającą powierzchnię wymiany ciepła i moc.

Zbiorniki multiwalentne Zbiorniki multiwaletne zwane są inaczej zbiornikami kombinowanymi. Można je śmiało określić mianem podgrzewaczy, ponieważ posiadają zabudowane w sobie wymienniki ciepła. Co w nich takiego wyjątkowego i gdzie znajdą zastosowanie? Dwa dostępne na rynku rodzaje tych zbiorników pozwalają na ogrzewanie wody użytkowej i jednoczesne buforowanie wody grzewczej. Pierwszy z nich jest zbiornikiem o dużej pojemności (kilkaset litrów) i znajduje się w nim woda grzewcza. Przez całą wysokość zbiornika prowadzana jest karbowana rura, którą z kolei przepływa w momencie zapotrzebowania woda użytkowa. Ogrzewanie wody następuje przepływowo i w związku z tym spotyka się tutaj te same ograniczenia. Wydatek wody jest niewielki – z reguły nie większy niż 11 litrów/min. Można więc zapytać – to jaka jest tego zaleta? Otóż mając tak duży zbiornik wody grzewczej, możemy do niego wpiąć bez większych komplikacji kilka źródeł ciepła – kocioł, kominek, instalację solarną. Zbiornik zachowa się jak gigantyczne sprzęgło hydrauliczne. Drugim typem zbiornika muliwalentnego jest tzw. zbiornik w zbiorniku – jak sama nazwa wskazuje układ dwóch zbiorników, z czego zewnętrzny magazynuje wodę grzewczą, a wewnętrzny wodę użytkową. Jest to większa wersja podgrzewaczy płaszczowych – małe straty postojowe i duże wydatki wody, a przy okazji możliwość integracji wielu źródeł ciepła.

Alternatywne rozwiązanie Dla osób posiadających bądź rozważających zakup pojemnościowych lub przepływowych podgrzewaczy elektrycznych albo posiadających kotły na paliwa stałe ciekawym rozwiązaniem może być pompa ciepła. Brzmi dość dziwnie, ale już tłumaczę. Na rynku dostępne są pompy ciepła powietrze/woda o mocy czajnika – a więc na poziomie 1,5 kW. Ciepło odbierane jest z powietrza w otoczeniu pompy lub z innych pomieszczeń (konieczne prowadzenie kanałów) i wyrzucane jest na zewnątrz budynku. Moc grzewcza takiej pompy na poziomie 1,5 kW pozwala na wolne, ale tanie ogrzewanie dużej ilości wody. Najczęściej urządzenia mają zintegrowane zbiorniki wody użytkowej o pojemnościach kilkuset litrów, co gwarantuje, że wody jest pod dostatkiem dla typowej rodziny. Zintegrowana grzałka, może w razie czego pomóc i zwiększyć moc grzewczą urządzenia lub po prostu wygrzać zbiornik antybakteryjnie.

Niezależnie od tego, jak będziemy ogrzewali wodę użytkową, zawsze rozwiązań jest cała masa – jedne lepsze, inne gorsze. Usiądźmy i zastanówmy się, ile będzie punktów poboru wody i jak są rozlokowane w budynku, ile osób ma z tej wody korzystać i jakie są nasze przyzwyczajenia – wanna po brzegi czy delikatny prysznic.

Dawid Pantera

Prenumerata Magazynu Instalatora

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