Pomysły na wykorzystanie zbiornika wody grzewczej

Pomysły na wykorzystanie zbiornika wody grzewczej

Zbiorniki wody grzewczej mogą pełnić w instalacji c.o. różne funkcje, w zależności od swej pojemności i sposobu włączenia w obieg. Odpowiednio dobrane, zwiększają sprawność całego układu, bo poprawia się spalanie w kotle oraz dystrybucja ciepła. Spada też emisja zanieczyszczeń. Niektóre instalacje, szczególnie z takimi źródłami ciepła, jak kocioł zgazowujący drewno lub kominek z płaszczem wodnym, właściwie nie są w stanie dobrze pracować bez zasobnika wody grzewczej.

Streszczenie artykułu
Zbiorniki wody grzewczej w instalacji c.o. pełnią różne funkcje, zależnie od pojemności i sposobu podłączenia. Właściwie dobrane zwiększają sprawność układu, poprawiają spalanie w kotle, dystrybucję ciepła oraz redukują emisję zanieczyszczeń. W instalacjach z kotłami na paliwa stałe, jak kotły zgazowujące drewno lub kominki z płaszczem wodnym, zbiorniki są niezbędne do utrzymania wysokiej sprawności. Pozwalają one na magazynowanie ciepła, stabilizację temperatury i niezależność od zmiennego zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniach. Zbiorniki mogą również pełnić funkcję sprzęgła hydraulicznego oraz wymiennika ciepła, co czyni je kluczowym elementem w systemach z wieloma źródłami ciepła. Wadą takich zbiorników są wysokie koszty i duże rozmiary. Można je jednak stosować na różne sposoby, np. do przygotowania ciepłej wody użytkowej, co zwiększa ich wszechstronność w instalacjach grzewczych.

Ilość ciepła wytwarzanego w danej chwili w instalacji bardzo rzadko odpowiada dokładnie zapotrzebowaniu. Najlepiej wiedzą o tym użytkownicy kotłów zasypowych, kominków z płaszczem wodnym (oraz - co także ma dla nas duże znaczenie - instalacji solarnych).

Rzecz w tym, że kotły na paliwa stałe osiągają deklarowaną przez wytwórców wysoką sprawność tylko wtedy, gdy pracują z mocą nominalną. Kłopot w tym, że jest ona potrzebna wyłącznie w największe mrozy, gdy temperatura na zewnątrz spada do około -20°C. A takich dni mamy w sezonie grzewczym zaledwie kilka.

W efekcie, choć kocioł w teorii ma sprawność 80%, to rzeczywista średnia sezonowa wynosi 50-60%, co oznacza, że marnujemy blisko połowę wydanych na opał pieniędzy.

Co gorsza, spalanie z mocą znacznie niższą od nominalnej jest nie tylko nieefektywne. Powstaje wtedy mnóstwo zanieczyszczeń, zatruwamy więc swoje najbliższe otoczenie, a w kotle i kominie gromadzi się bardzo dużo sadzy (niespalone cząsteczki paliwa).

Sprawność i czystość spalania można znacznie poprawić, instalując pomiędzy kotłem a grzejnikami duży zasobnik wody grzewczej. Wówczas kocioł może nagrzewać wodę w zbiorniku niezależnie od tego, czy grzejniki odbierają ciepło czy nie.

Chwilowe zmiany zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniach stają się więc nieistotne. Kocioł może zawsze działać z mocą nominalną, przy której osiąga największą sprawność, a nadmiar ciepła zgromadzony w zbiorniku można wykorzystać później, gdy kocioł (czy też kominek z płaszczem wodnym) już nie pracuje.

Wielką zaletą układu z dużym zbiornikiem akumulacyjnym jest też stabilizacja temperatury wody w instalacji. Chwilowe zwiększenie intensywności palenia, typowe np. dla kominków z płaszczem wodnym, albo przerwanie odbioru ciepła przez grzejniki nie spowoduje wrzenia wody, bo do podgrzania dużej ilości wody potrzeba znacznie więcej ciepła. Ponadto jeśli ruch ciepłej wody pomiędzy kotłem (kominkiem) a zasobnikiem może odbywać się grawitacyjnie - bez udziału pompy - to taki układ jest odporny na przegrzanie w wyniku braku prądu.

Przeczytaj
Może cię zainteresować
Dowiedz się więcej
Zobacz więcej Zobacz mniej
Schemat: Najprostszy wariant zastosowania zbiornika akumulacyjnego - bez wężownic
Najprostszy wariant zastosowania zbiornika akumulacyjnego - bez wężownic

Zbiorniki akumulacyjne: akumulator, sprzęgło, wymiennik

Zbiorniki akumulacyjne należy szczególnie polecić użytkownikom kotłów zasypowych (bez podajnika) oraz kominków z płaszczem wodnym. Ich mocą wyjątkowo trudno jest sterować, a jej zmniejszenie powoduje opisany już spadek sprawności oraz pogorszenie czystości spalania.

Zbiornik taki trzeba też traktować jako właściwie niezbędne uzupełnienie kotła zgazowującego drewno. Proces wydzielania i spalania gazu drzewnego wymaga bowiem utrzymania wysokiej temperatury w kotle, a w związku z tym musi on pracować z pełną mocą.

Zbiornik akumulacyjny
Zbiornik akumulacyjny (fot. Galmet)

Zbiornik akumulacyjny, nawet dla kotła o mocy kilkunastu kW, powinien mieć przynajmniej 500 l pojemności, a najczęściej instaluje się ok. 1000-litrowe. Taki zasobnik ma, niestety, dwie istotne wady. Pierwszą jest dość wysoka cena - przynajmniej 2500 zł za zasobnik 1000 l. Druga to znaczne rozmiary. Przy takiej pojemności, walec o średnicy 80 cm ma 2 metry wysokości i nie w każdej kotłowni znajdzie się dla niego miejsce.

Zbiornik akumulacyjny służy jednak nie tylko do magazynowania ciepła. Zastanówmy się, co się stanie w typowej instalacji, bez takiego zbiornika, jeśli przepływ wody przez grzejniki zostanie przerwany, bo np. zamkną się głowice termostatyczne na zaworach. Ustanie ruch wody w całym układzie - także przez kocioł. A teraz pomiędzy kocioł i grzejniki wstawmy zasobnik wody z 4 króćcami: zasilającym i powrotnym kotła oraz zasilającym i powrotnym grzejników.

Co stanie się, gdy w takim układzie zamkniemy przepływ wody przez większość grzejników? Ano nic, kocioł będzie działał dalej. Jedynie część przepływającej przez niego wody zacznie krążyć w krótszym obiegu: kocioł - zasobnik - kocioł. Taki zasobnik uniezależnia przepływ przez kocioł od przepływu przez grzejniki, pełni więc rolę tzw. sprzęgła hydraulicznego, pozwalając przy okazji na łatwe odpowietrzanie i odmulanie całego systemu grzewczego.

Zasobnik wody grzewczej wyposażony w przynajmniej jedną wężownicę jest też wymiennikiem ciepła. Woda przepływająca przez zbiornik nie miesza się bowiem z tą krążącą w wężownicy, ale następuje pomiędzy nimi wymiana ciepła (przez ścianki wężownicy). Jest to atrakcyjne rozwiązanie konkurencyjne w stosunku do popularnych wymienników płytowych, rozdzielających obieg kotłowy (zwykle otwarty) od grzejnikowego (najczęściej zamkniętego).

Zasobnik z wężownicą jest bowiem pod wieloma względami lepszy, niż wymiennik płytowy. Jedyną jego wadą jest to, że zajmuje więcej miejsca. Za to opory przepływu w zasobniku oraz w wężownicy są bardzo małe w porównaniu z wymiennikiem płytowym. Jeżeli w zbiorniku jest otwór rewizyjny, to można go łatwo oczyścić z osadów (kamienia). No i ważny aspekt, opisany już wcześniej - temperatura wody nie zmienia się gwałtownie, ze względu na dużą bezwładność cieplną.

Schemat: Zasobnik z wężownicą może pracować jako wymiennik ciepła. Na rysunku wężownica zbiornika odbiera ciepło z obiegu kotła gazowego
Zasobnik z wężownicą może pracować jako wymiennik ciepła. Na rysunku wężownica zbiornika odbiera ciepło z obiegu kotła gazowego

Zbiornik akumulacyjny a ciepło z wielu źródeł

Zbiornik akumulacyjny jest właściwie niezbędny w instalacji, w której funkcjonuje kilka źródeł ciepła, np. kominek z płaszczem wodnym albo kocioł na paliwa stałe i kocioł gazowy. Można bez przesady powiedzieć, że w takiej instalacji to on staje się elementem najważniejszym.

Ciepło z każdego z tych źródeł może ogrzewać wodę w zbiorniku, czerpane zaś z niego trafić do grzejników, a ostatecznie do ogrzewanych wnętrz. W razie potrzeby, za pomocą wężownic, można rozdzielić obiegi wody (w tym zamknięty i otwarty).

Przykładowo może to wyglądać następująco:

  • kocioł gazowy - pierwsza wężownica;
  • grzejniki - druga wężownica;
  • kocioł na drewno - bez wężownicy (bezpośrednio).

Warto podkreślić, że oparty na zbiorniku akumulacyjnym system grzewczy można bez problemu budować etapami, np. zacząć od montażu jednego kotła i zbiornika, a potem - zależnie od możliwości inwestycyjnych - przyłączać do niego (czyli do wolnych króćców i wężownic) kolejne źródła ciepła bez konieczności wykonywania jakichkolwiek przeróbek w istniejącej instalacji.

Wyposażone w wiele króćców przyłączeniowych i/lub kilka wężownic zbiorniki są idealnym narzędziem dołączenia źródeł ciepła, także o odmiennym charakterze
Wyposażone w wiele króćców przyłączeniowych i/lub kilka wężownic zbiorniki są idealnym narzędziem dołączenia źródeł ciepła, także o odmiennym charakterze. (fot. Galmet)

Ciepło zgromadzone w zbiorniku akumulacyjnym można wykorzystać również do przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

Są na to trzy sposoby:

  • zbiornik c.w.u. umieszczony jest wewnątrz odpowiednio dużego zbiornika akumulacyjnego (zasada działania jest identyczna, jak w dwupłaszczowych zasobnikach c.w.u. - zasobnik z ciepłą wodą użytkową ogrzewa się od otaczającej go wody w zbiorniku akumulacyjnym);
  • wężownica o dużej powierzchni, zasilana wodą wodociągową, znajduje się wewnątrz zbiornika akumulacyjnego (w momencie poboru c.w.u., woda w wężownicy ogrzewa się przepływowo);
  • wężownicę, umieszczoną wewnątrz zbiornika akumulacyjnego, łączy się z zewnętrznym zasobnikiem c.w.u.

W tym ostatnim układzie - w przeciwieństwie do dwóch poprzednich - można łatwo przerwać nagrzewanie wody użytkowej od wody zgromadzonej w zbiorniku akumulacyjnym. Wystarczy zawór na połączeniu zbiornika c.w.u. z wężownicą. Po jego zamknięciu, ruch wody w wężownicy - a więc i wymiana ciepła - ustaje.

Temperatura wody w zbiorniku akumulacyjnym może więc sięgać nawet 90°C, ale podgrzewanie c.w.u. można kończyć np. przy 60°C. Jeśli zaś ruch wody w wężownicy wymusza pompa, to cyrkulację zatrzyma samo jej wyłączenie.

Schemat: Wykorzystanie zbiornika akumulacyjnego do przepływowego podgrzewania ciepłej wody użytkowej
Wykorzystanie zbiornika akumulacyjnego do przepływowego podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Konfiguracja zbiorników akumulacyjnych - najwięcej zależy od instalatora

W instalacjach grzewczych ze zbiornikami akumulacyjnymi jest stosowany rozmaity osprzęt dodatkowy: zawory (odcinające, mieszające), pompy obiegowe, zasilacze awaryjne (UPS), czujniki temperatury, grzałki elektryczne oraz wiele innych.

Po co w układzie ze zbiornikiem wody grzewczej grzałki elektryczne? Umieszczając je w zbiorniku, uzyskujemy rezerwowe, bezobsługowe źródło ciepła. Jeżeli mamy kocioł na paliwo stałe, może to być bardzo dobre rozwiązanie zabezpieczające dom przed mrozem podczas dłuższej nieobecności domowników. I co ważne, koszty inwestycji będą niskie - bo za grzałkę zapłacić trzeba znacznie mniej, niż za kocioł elektryczny.

Wymienione powyżej rozwiązania to tylko nieliczne z wielu pomysłów na wykorzystanie zbiornika akumulacyjnego. Można zaproponować dziesiątki innych połączeń, zarówno po stronie ładowania zasobnika, jak i odbioru ciepła, bo system grzewczy tego rodzaju pozwala spożytkować inwencję instalatora i świadomego inwestora.

Warto podkreślić, że nie ma jednej idealnej konfiguracji, zaś proste instalacje niejednokrotnie w praktyce działają lepiej niż te skomplikowane i pełne drogiego osprzętu.

Redaktor: Adam Jamiołkowski

FAQ Pytania i odpowiedzi
  • Jakie funkcje pełnią zbiorniki wody grzewczej w instalacji c.o.?

    Zbiorniki wody grzewczej mogą zwiększać sprawność układu c.o., poprawiając spalanie w kotle oraz dystrybucję ciepła. Pomagają także w stabilizacji temperatury w instalacji i redukcji emisji zanieczyszczeń.
  • Dlaczego kotły na paliwa stałe nie osiągają maksymalnej sprawności bez zbiornika akumulacyjnego?

    Kotły na paliwa stałe, takie jak kotły zgazowujące drewno, osiągają wysoką sprawność tylko przy pracy z mocą nominalną, co jest trudne do utrzymania bez zbiornika akumulacyjnego. W rezultacie sprawność kotła spada, a emisja zanieczyszczeń wzrasta.
  • Jakie są zalety zbiornika akumulacyjnego w instalacji z kominkiem z płaszczem wodnym?

    Zbiornik akumulacyjny pozwala na stabilizację temperatury w instalacji, co zapobiega przegrzewaniu się wody i chroni układ w razie braku prądu. Umożliwia także gromadzenie nadmiaru ciepła, które można wykorzystać później.
  • Jakie są wady zbiorników akumulacyjnych?

    Główne wady to wysoka cena (przynajmniej 2500 zł za zasobnik 1000 l) oraz znaczne rozmiary, które mogą utrudniać ich montaż w małych kotłowniach.
  • Czy zbiornik akumulacyjny jest niezbędny przy instalacji z kilkoma źródłami ciepła?

    Tak, w instalacjach z kilkoma źródłami ciepła, np. kominkiem z płaszczem wodnym i kotłem gazowym, zbiornik akumulacyjny staje się kluczowym elementem, umożliwiającym efektywne zarządzanie ciepłem z różnych źródeł.
  • Czytaj więcej Czytaj mniej
Komentarze

Gość grozik
06-09-2015 20:43
Ale plus jest taki, że w zasadzie nie ma problemu z chwilowymi brakami ciepłej wody - można naraz zmywać i zażywać kąpieli. A nawet i z takim rozwiązaniem kocioł zgazowujący jest dużo bardziej ekonomiczny w eksploatacji od tradycyjnego.
Wiecej na Forum BudujemyDom.pl
Sprawdź asortyment firmy
Galmet
Galmet
Zasobniki i podgrzewacze wody
Zobacz firmę
Czytaj tak, jak lubisz
W wersji cyfrowej lub papierowej
Moduł czytaj tak jak lubisz