Do czego służy bufor ciepła w instalacji c.o.? Jak działają zbiorniki buforowe? Wyjaśniamy!
Do czego służy bufor ciepła w instalacji c.o.? Jak działają zbiorniki buforowe? Wyjaśniamy!
Kiedy potrzebny jest bufor ciepła w instalacji c.o.? Dobór zbiornika buforowego jest zadaniem dla dobrego fachowca. Popełnione błędy mogą mieć poważne negatywne konsekwencje.
Popularnie mianem bufora ciepła określa się każdy zbiornik wody grzewczej umieszczony pomiędzy źródłem ciepła - czyli kotłem lub pompą - oraz jego odbiornikami w pomieszczeniach - grzejnikami lub podłogówką. Tak naprawdę jednak takie zbiorniki buforowe mogą się w zasadniczy sposób różnić pod względem wielkości, sposobu podłączenia oraz pełnionych funkcji. Dlatego dobór bufora jest zadaniem dla fachowca. Co więcej, ten sam zbiornik buforowy może równocześnie pełnić kilka różnych funkcji oraz pod jednym względem być pożądanym, zaś pod innym szkodliwym. Szczególnie dobrze widać to w przypadku pomp ciepła, które mają dość specyficzne wymagania.
Jak działa zbiornik buforowy?
Zbiorniki buforowe przede wszystkim dzielimy na podłączone szeregowo lub równolegle.
Zbiornik buforowy podłączony szeregowo
W tym pierwszym przypadku można powiedzieć, że bufor jedynie zwiększa zład wody w układzie. Ma kilka charakterystycznych cech:
zbiornik buforowy łączy się tylko z zasilaniem lub tylko z powrotem kotła lub pompy oraz analogicznie tylko z zasilaniem lub powrotem po stronie odbioru;
zmiana przepływu wody po stronie źródła ciepła automatycznie powoduje taką samą zmianę jej przepływu po stronie odbioru (grzejników lub ogrzewania podłogowego);
zablokowanie przepływu po którejkolwiek ze stron bufora, od razu blokuje go w całej instalacji;
woda po stronie zasilania nie miesza się z wodą po stronie powrotu;
aby wprawiać wodę w ruch wystarcza jedna pompa obiegowa.
Zbiornik buforowy schemat podłączenia: bufor szeregowy zwiększa jedynie zład wody. Jej przepływ przez instalację oraz kocioł lub pompę ciepła zawsze musi następować równocześnie.
Zbiornik buforowy podłączony równolegle
Natomiast równoległe podłączenie zbiornika buforowego nie tylko zwiększa pojemność układu c.o., ale również zasadniczo zmienia sposób przepływu. Tu główne cechy są następujące:
bufor łączy się zarówno z zasilaniem jak i powrotem po każdej ze stron, czyli ze źródłem ciepła (kotłem lub pompą ciepła), oraz z jego odbiornikami (grzejnikami, podłogówką);
przepływ można zmieniać niezależnie zarówno po stronie źródła ciepła, jak i grzejników. Zbiornik pełni też role tzw. sprzęgła hydraulicznego;
przepływ wody można nawet całkowicie zatrzymać po jednej ze stron, np. chwilowo nie działa odbiór ciepła z bufora, lecz kocioł cały czas go ogrzewa;
woda po stronie zasilania i powrotu w pewnym stopniu się ze sobą miesza, co jest bardzo niekorzystne w przypadku pomp ciepła, w których różnica temperatury pomiędzy zasilaniem i powrotem jest mała (standardowo 5°C);
wodę trzeba wprawiać w ruch niezależnie po każdej stronie bufora. Najczęściej są potrzebne dwie pompy obiegowe, ewentualnie ruch pomiędzy buforem i kotłem na paliwo stałe odbywa się grawitacyjnie, bez pompy.
W praktyce sytuacja bywa jeszcze bardziej skomplikowana. Na przykład wewnątrz zbiornika znajduje się duża wężownica i bufor pełni również rolę wymiennika ciepła. Może być do niego podłączonych kilka źródeł ciepła, np. kocioł i grzałki elektryczne itd.
Szczególnym przypadkiem jest założenie zbiornika o bardzo dużej pojemności, jako tzw. zbiornika akumulacyjnego, czyli gromadzącego ciepło wytworzone w instalacji. Gromadzącego je przede wszystkim z myślą o wykorzystaniu w późniejszym czasie, kiedy np. kominek z płaszczem wodnym lub kocioł zostanie już wygaszony.
Zbiornik buforowy schemat podłączenia: bufor ciepła równoległy uniezależnia przepływ wody przez kocioł (źródło ciepła) oraz przez resztę instalacji grzewczej.
Jaka pojemność zbiornika buforowego?
Pojemność takich zbiorników buforowych to przynajmniej 300 l, natomiast największe mają ponad 1000 l. Od lat są one standardem w przypadku kotłów zgazowujących drewno, często nazywanych popularnie kotłami na. holzgas (gaz drzewny). Chodzi o to, że taki kocioł, gdy już pracuje, powinien działać z pełną mocą. Tylko wtedy temperatura jest w nim wystarczająco wysoka, aby w pełni dopalić wydzielające się z drewna substancje lotne (czyli właśnie holzgas). Co jest konieczne żeby osiągnął deklarowaną sprawność i czystość spalania.
Połączenie z dużym zbiornikiem akumulacyjnym umożliwia właśnie takie działanie - palenie przez kilka lub kilkanaście godzin z mocą nominalną zapewnia wystarczający zapas ciepła na całą dobę.
Mało kto zdaje sobie jednak sprawę z tego, że prawie wszystkie kotły zasypowe (bez podajnika) oraz kominki z płaszczem wodnym spełniające wymagania dyrektywy Ecodesign (Ekoprojektu), spełniają je tylko pod warunkiem połączenia ze zbiornikiem akumulacyjnym (buforowym). Przy czym jego pojemność jest uzależniona od mocy nominalnej urządzenia, jednak nie może być mniejsza niż 300 l. Część sprzedawców nie informuje o tym klientów.
Stosowanie zbiorników akumulacyjnych jest jak najbardziej uzasadnione w przypadku kotłów zasypowych oraz kominków z płaszczem wodnym. Nie tylko poprawia sprawność i jakość spalania, ale również zwiększa wygodę obsługi - palimy krócej i nie martwimy się skomplikowaną regulacją. Sens stosowania tak dużych zbiorników buforowych jest zaś mocno wątpliwy w przypadku kotłów z podajnikiem. Ich moc można regulować i dąży się raczej do uzyskania ciągłej pracy. Niezbyt duży zbiornik buforowy (poniżej 300 l) może być natomiast uzasadniony, jeżeli zład wody w instalacji jest niewielki, a sam budynek nie ma zdolności do akumulacji dużej ilości ciepła. Jednak tu do każdego przypadku trzeba podchodzić bardzo indywidualnie. Trudno z góry podać wszystkie istotne czynniki.
Zbiornik akumulacyjny powinien być stosowany wraz z kotłami na drewno oraz kominkami z płaszczem wodnym, fot. GALMET
Zbiornik akumulacyjny z pompą ciepła nie ma sensu
Natomiast w przypadku pomp ciepła użycie zbiorników akumulacyjnych generalnie nie ma sensu. Gromadzenie zapasu ciepła na później nie sprawdza się z dwóch podstawowych powodów. Po pierwsze, pompy ciepła i tak zwykle nie są w stanie podgrzewać wody do wysokiej temperatury. Dla większości z nich granicą jest 55°C. W sytuacji, gdy zasilanie grzejników wodą chłodniejszą niż 40°C właściwie mija się z celem, widać jak niewielki zapas ciepła zgromadzimy. Nie ma tu porównania z kotłem na drewno, który ogrzewa nam zbiornik do 80-90°C. Po drugie, im wyższa jest temperatura wody przygotowywanej przez pompę ciepła, tym pracuje ona w sposób mniej ekonomiczny, a zwykle także z niższą mocą. Tak więc, nawet w domu z niskotemperaturową podłogówką wymuszanie wysokiej temperatury pracy pompy się po prostu nie opłaca (dowiedz się, jak działa pompa ciepła).
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Skomentuj
