Bufor do pompy ciepła – kiedy jest naprawdę potrzebny?

Do czego służy bufor przy pompie ciepła?

Bufor jest zbiornikiem wypełnionym wodą instalacyjną. W zależności od sposobu podłączenia może zwiększać ilość wody krążącej w układzie, magazynować pewną ilość energii oraz rozdzielać hydraulicznie obieg pompy ciepła od obiegów instalacji grzewczej.

To trzy różne funkcje i właśnie tutaj często pojawia się nieporozumienie. Mały zbiornik o pojemności kilkudziesięciu litrów nie jest dużym magazynem energii pozwalającym ogrzewać dom przez wiele godzin po wyłączeniu pompy. Jego zadaniem może być przede wszystkim ustabilizowanie pracy hydraulicznej instalacji oraz zwiększenie jej pojemności wodnej.

Znacznie większy bufor może służyć do magazynowania ciepła, ale wraz ze wzrostem pojemności rosną koszt zbiornika, wymagane miejsce i straty postojowe. Vaillant podaje, że w typowych instalacjach domowych spotykane są między innymi zbiorniki 45 i 100 l, natomiast magazynowanie energii na wiele godzin wymagałoby nieporównanie większych pojemności.

Kiedy bufor do pompy ciepła jest potrzebny?

Najmocniejszym argumentem za buforem jest sytuacja, w której sama instalacja grzewcza nie potrafi zapewnić pompie stabilnych warunków pracy.

Instalacja ma zbyt małą pojemność wodną

Każdy producent określa wymagania dla swojego urządzenia. Jeżeli objętość wody w rurach, rozdzielaczach i odbiornikach jest zbyt mała, pompa może zbyt szybko podnosić temperaturę wody i kończyć cykl grzewczy.

Skutkiem może być częstsze załączanie i wyłączanie sprężarki, czyli tak zwane taktowanie.

Bufor dodaje wtedy określoną ilość wody do układu, dzięki czemu zmiana temperatury następuje wolniej.

Nie należy jednak dobierać zbiornika tylko na podstawie mocy pompy i jednej internetowej tabeli. Minimalną objętość instalacji trzeba sprawdzić w dokumentacji konkretnego modelu.

W instalacji występuje kilka niezależnych obiegów

Przykładem może być dom, w którym parter ma ogrzewanie podłogowe, piętro grzejniki, a dodatkowo pracują osobne pompy obiegowe.

Przepływ wymagany przez pompę ciepła może wtedy różnić się od przepływu potrzebnego w poszczególnych częściach instalacji.

Odpowiednio podłączony bufor może pełnić funkcję sprzęgła hydraulicznego. Obieg pompy ciepła pracuje wówczas w swoich warunkach, a instalacja odbiorcza w swoich. Vaillant wskazuje właśnie możliwość wykorzystywania zbiornika do hydraulicznego rozdzielenia układów.

Termostaty mogą zamknąć dużą część instalacji

Wyobraźmy sobie podłogówkę z siłownikami na niemal wszystkich pętlach. Gdy większość pomieszczeń osiągnie ustawioną temperaturę, siłowniki mogą zamknąć obiegi.

Pompa ciepła nadal potrzebuje jednak określonego przepływu.

Jeżeli instalacja nie ma obejścia ani odpowiedniej liczby stale otwartych obiegów, przepływ może gwałtownie spaść. W takim układzie bufor może zabezpieczać minimalny przepływ niezależnie od aktualnego położenia zaworów.

Pompa potrzebuje energii podczas odszraniania

W powietrznych pompach ciepła podczas pracy zimą na wymienniku jednostki zewnętrznej może pojawiać się szron. Urządzenie okresowo uruchamia wtedy cykl odszraniania.

Energia potrzebna do tego procesu jest pobierana z instalacji. Dlatego producent może określać minimalną ilość wody dostępną w układzie.

Jeżeli podłogówka zapewnia odpowiednią pojemność i pozostaje otwarta, dodatkowy zbiornik nie zawsze jest potrzebny. Przy małym zładzie instalacji bufor może natomiast pomóc spełnić wymagania urządzenia.

Kiedy można zrezygnować z bufora?

Najłatwiej zrobić to w prostej instalacji niskotemperaturowej.

Typowym przykładem jest dom z ogrzewaniem podłogowym na dużej powierzchni, jednym obiegiem grzewczym i bez masowego zamykania pętli termostatami.

Duża ilość wody znajduje się już w rurach podłogówki. Jednocześnie sama posadzka ma znaczną bezwładność cieplną.

Jeżeli pompa obiegowa urządzenia zapewnia wymagany przepływ, a producent nie wymaga dodatkowego zbiornika, bufor może okazać się zbędny. Takie rozwiązanie wskazuje również Vaillant dla prawidłowo wykonanych systemów podłogowych bez ograniczenia przepływu.

Ma to kilka zalet:

• instalacja jest prostsza,
• potrzebuje mniej miejsca w kotłowni,
• koszt wykonania jest niższy,
• występuje mniej dodatkowych pomp i elementów sterujących,
• ogranicza się dodatkowe straty ciepła ze zbiornika i przewodów.

Nie oznacza to jednak, że należy usuwać istniejący bufor tylko dlatego, że budynek ma podłogówkę. Sposób połączenia elementów może być częścią całej koncepcji hydraulicznej instalacji.

Bufor czy brak bufora – szybkie drzewo decyzji

Sytuacja	Najczęściej rozsądny kierunek
Jedna duża podłogówka, pętle pozostają otwarte	Najpierw sprawdzić możliwość pracy bez bufora
Mała ilość wody w instalacji	Rozważyć bufor zwiększający zład
Podłogówka i grzejniki w osobnych obiegach	Często warto zastosować rozdzielenie hydrauliczne
Wiele siłowników zamykających pętle	Sprawdzić minimalny przepływ; bufor może być potrzebny
Kilka pomp obiegowych	Bufor lub sprzęgło może uprościć hydraulikę
Pompa szybko osiąga temperaturę i często się wyłącza	Najpierw znaleźć przyczynę taktowania; zbyt mały zład jest tylko jedną z możliwości
Producent wymaga określonej minimalnej pojemności instalacji	Należy spełnić wymaganie producenta

Tabela nie zastępuje projektu. Pokazuje natomiast, że bufor powinien rozwiązywać konkretny problem, a nie być montowany automatycznie.

Czy większy bufor zawsze jest lepszy?

Nie.

Większy zbiornik zawiera więcej wody, dlatego instalacja ma większą bezwładność. Może to wydłużyć czas pracy pompy w jednym cyklu, ale równocześnie zwiększa rozmiar instalacji, koszt zakupu i powierzchnię oddającą ciepło do pomieszczenia technicznego.

Zbyt duży zbiornik może również spowolnić reakcję instalacji.

Jeżeli bufor ma jedynie zapewniać minimalny zład lub stabilizować przepływ, dobieranie kilkuset litrów „na zapas” nie ma uzasadnienia bez obliczeń.

Inaczej wygląda instalacja, w której zbiornik rzeczywiście ma magazynować energię. Wtedy pojemności mogą być dużo większe. Vaillant podkreśla jednak, że magazynowanie energii pozwalające przenieść pracę pompy na określone godziny wymaga znacznych pojemności i w typowym domu nie zawsze jest ekonomicznie uzasadnione.

Bufor szeregowo czy równolegle?

To nie jest wyłącznie kwestia sposobu podłączenia rur.

W układzie szeregowym zbiornik przede wszystkim zwiększa ilość wody krążącej w obiegu. Cały przepływ przechodzi przez zbiornik.

W układzie równoległym bufor może również rozdzielać hydraulicznie obieg pompy ciepła od instalacji budynku.

Wybór wpływa na przepływy, temperatury i sposób sterowania całym systemem. Producent urządzenia może przewidywać konkretne schematy hydrauliczne, dlatego nie należy samodzielnie zmieniać sposobu podłączenia bufora bez sprawdzenia dokumentacji pompy. Vaillant również wskazuje, że zbiorniki mogą być montowane szeregowo lub równolegle zależnie od funkcji, którą mają spełniać.

Co sprawdzić przed zakupem bufora?

Zanim zostanie wybrany konkretny zbiornik, instalator powinien znać przynajmniej:

• model i moc pompy ciepła,
• wymagany minimalny przepływ,
• minimalną objętość wody wymaganą przez producenta,
• rzeczywistą ilość wody w instalacji,
• rodzaj odbiorników ciepła,
• liczbę niezależnych obiegów,
• sposób sterowania strefami,
• obecność dodatkowych pomp obiegowych,
• sposób realizacji chłodzenia, jeżeli pompa ma również chłodzić budynek.

Dopiero wtedy można odpowiedzieć, czy bufor jest potrzebny oraz jaką funkcję ma pełnić.

Jeżeli instalacja pracuje źle, nie powinno się też traktować bufora jako uniwersalnego lekarstwa. Przyczyną krótkich cykli może być między innymi przewymiarowana pompa, błędna krzywa grzewcza, niewłaściwe przepływy lub zamykające się obiegi.

Najpierw trzeba rozpoznać problem, a dopiero potem dobierać zbiornik.

Źródła

• Vaillant – materiały techniczne dotyczące doboru zbiorników buforowych do pomp ciepła.
• Vaillant – poradnik dotyczący zastosowania zbiornika buforowego w instalacji z pompą ciepła.