Bufor w instalacji pompy ciepła – obalamy największe mity

Adam Minikowski – Menedżer produktu ds. Odnawialnych Źródeł Energii w firmie NIBE-BIAWAR wyjaśnia kluczowe aspekty roli bufora ciepła w instalacji z pompą ciepła i podpowiada, na co zwrócić uwagę przy zakupie tego urządzenia. 

Stabilizacja pracy pompy ciepła – czy bufor może pomóc?

Często na różnych forach internetowych można przeczytać, że jeżeli pompa ciepła pracuje niestabilnie, zbyt często włącza się i wyłącza (taktuje) to warto zainwestować w bufor ciepła. Czy to prawda?

Na samym wstępie trzeba zrozumieć, dlaczego dochodzi do taktowania pompy ciepła? 

• Zazwyczaj, jeżeli minimalna moc pompy ciepła, jest wyższa niż zapotrzebowanie cieplne budynku, dochodzi do taktowania urządzenia – wyjaśnia ekspert Adam Minikowski.

Dochodzi do tego najczęściej w obliczu dodatnich temperatur, trwających przez 10-20% sezonu grzewczego. Jeżeli moc pompy ciepła zostanie źle dobrana i urządzenie będzie przewymiarowane, to minimalna moc pompy ciepła urośnie. W takim przypadku taktowanie będzie występować jeszcze częściej. Może pojawiać się nawet w zakresie temperatur od 0 do -5 st. Celsjusza. Tym samym należy zapamiętać, że zbyt duża moc pompy ciepła w stosunku do zapotrzebowania budynku prowadzi do taktowania. 

Czy doposażenie systemu w zbiornik buforowy uratuje sytuację? 

• Niestety nie. Jeżeli minimalna wartość mocy grzewczej z pompy ciepła nie jest odbierana przez budynek, oznacza to, że został on już dostatecznie nagrzany. Bufor o pojemności 200-300 l nie jest w stanie rozwiązać tego problemu, gdyż nie zostanie rozładowany, przez co nie zaabsorbuje nadwyżki energii cieplnej – wyjaśnia Adam Minikowski.

Dlatego też stosowanie bufora ciepła w takich przypadkach nie ma znacznego wpływu na spadek liczby cykli pracy pompy ciepła. Największym winowajcą wymagającym interwencji jest tutaj źle dobrana pompa ciepła, bądź źle skonfigurowany system grzewczy.

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ.

Kiedy jeszcze możemy mieć do czynienia z taktowaniem? Kiedy krzywa grzewcza jest ustawiona zbyt wysoko i dochodzi do przegrzania pomieszczeń albo trafiła nam się pompa z mocno ograniczoną automatyką. Chodzi tu m.in. o jakościową regulację przepływu np. poprzez termostaty pokojowe. Przypominamy, że pompa ciepła potrzebuje regulacji jakościowo-ilościowej. Dostosowanej przez zmianę natężenia przepływu czynnika roboczego i zmianę jego temperatury, sterowaną pogodowo. 

Mała pompa ciepła i duży bufor – czy to ma sens?

W przypadku powyżej analizowaliśmy instalację z przewymiarowana pompą ciepła. Co jeżeli inwestor stwierdzi, że dobrą taktyką będzie postawienie na pompę ciepła o małej mocy i ogromny bufor (np. 1000 l)? Okazuje się, że to wciąż błędne podejście. 

Poniżej znajdują się obliczenia zapotrzebowania cieplnego dla nowego, energooszczędnego budynku o powierzchni 150 m². Zamontowany system ogrzewania to ogrzewanie podłogowe 35/30 st. Celsjusza.

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ.

Dla temperatury projektowej -18 st. Celsjusza do ogrzania tego budynku potrzeba 6 kW mocy cieplnej. Co sprawia, że dla zachowania komfortu cieplnego mieszkańców należy dostarczyć w ciągu doby 144 kWh energii cieplnej. 

• Wykorzystanie bufora ciepła o pojemności 1000 l w systemie o takich parametrach pozwoli na skumulowanie w nim 5,8 kWh energii. Tymczasem budynek potrzebuje 144 kWh. Takie parametry nie zapewnią właściwej pracy systemu grzewczego – wylicza ekspert.

Co jeśli w takim przypadku inwestor zadecyduje o zwiększeniu temperatury zasilania do 55 st. Celsjusza? Takie postępowanie oznacza zmianę wartości różnicy temp. ΔT z 5 K do 20 K, co wpływa negatywnie na wartość COP pompy. Sama wartość zmagazynowanej energii urośnie tylko do 29 kWh. A to wciąż za mało. Ponadto używanie tak wysokich temperatur zasilania w systemie podłogowym mija się z celem.

Poza tymi obliczeniowymi aspektami należy także pamiętać o silnym uwarstwieniu wody w tak dużych buforach. W takim przypadku woda o niskiej wartości temp. zakumuluje się na dnie zbiornika, a ciepła w górnej. Co końcowo prowadzi do obniżenia temp. wody w całym zbiorniku. Dlaczego? Bo pompa ciepła działa na różnicy temperatur od powrotu. Dlatego końcowo może okazać się, że woda w buforze jest zimna. 

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ.