Jakie bufory nadają się do magazynowania chłodu?

• Bufory ciepła to w większości przypadków integralny element instalacji grzewczej budynku, którego stosowanie przynosi szereg korzyści.
• Kondensacja pary wodnej może stawać na przeszkodzie akumulowania zimnej wody w buforze.
• Bufory z izolacją poliuretanową mogą magazynować zarówno ciepła jak i chłód dzięki wysokiej odporności na wilgoć. 

Czym bufor różni się od zasobnika CWU i po co go stosować?

Bufory stanowią część tak zwanej maszynowni pompy ciepła, czyli odpowiednika kotłowni klasycznych urządzeń grzewczych. Bufory należą do grupy urządzeń pomocniczych, w której wyróżnić możemy także zasobniki CWU, pompy obiegowe czy grupę bezpieczeństwa. Warto wspomnieć w tym miejscu o tym, czym różni się bufor od zasobnika ciepłej wody. Zbiornik CWU to dużych rozmiarów zasobnik, w którym przechowywana jest ogrzewana przez pompę ciepła woda wodociągowa, którą wykorzystujemy w kranie lub pod prysznicem. Bufor również magazynuje wodę, która najczęściej jest także ogrzewana, ale jej przeznaczenie jest inne. Woda z bufora nie jest kierowana do punktów poboru, jak właśnie krany i prysznice, a krąży między poszczególnymi elementami instalacji regulując ich pracę. 

Bufor w maszynowni pompy ciepła posiada kilka istotnych funkcji, o których opowiada Bartosz Piekarz. Pierwszą z nich jest wspomniane już magazynowanie ciepła lub chłodu, które reguluje pracę pompy ciepła poprzez ograniczanie taktowania, czyli częstego włączania i wyłączania się sprężarki urządzenia. Wydłużone w ten sposób cykle pracy sprawiają, że pompa ciepła pracuje znacznie bardziej stabilnie i może lepiej dostosowywać się do potrzeb cieplnych budynku. Co więcej bufor może zapewnić rozdzielenie hydrauliczne obiegów w instalacji grzewczej. Funkcja ta ma istotne znaczenie ze względu na różnice w reżimie przepływowym pompy oraz instalacji grzejnikowej. Optymalny przepływ wody w przypadku pompy ciepła jest większy od tego, który jest najbardziej odpowiedni dla większości grzejników. Rozdzielenie obiegów pompy i grzejników sprawia, że możliwym jest zachowanie optymalnych przepływów w przypadku obydwu z nich, co pozytywnie wpływa na pracę całego systemu. 

Bufor dodatkowo jest bardzo pomocny w przypadku powietrznych pomp ciepła, które od czasu do czasu muszą przechodzić defrost (odszranianie), czyli procedurę usuwania szronu i lodu z parownika urządzenia. Wykonanie defrostu wymaga od pompy chwilowego odwrócenia swojego działania, czyli zaczerpnięcia ciepła z wnętrza budynku, aby ogrzać samo urządzenie. Bufor ze zmagazynowaną ciepłą wodą pozwala na pozyskanie tego ciepła bez konieczności pobierania go bezpośrednio z instalacji grzejnikowej, co automatycznie prowadziłoby do ich chwilowego ochłodzenia. Ostatecznie bufory znajdują także zastosowanie w przypadku systemów łączących w sobie kilka różnych źródeł ciepła. Przykładowo bufor może umożliwić zintegrowanie ze sobą pompy ciepła i kotła gazowego, co nie jest wcale rzadkością. 

Jakie bufory nadają się do magazynowania chłodu?

Pompa ciepła, w przeciwieństwie do wszelkiego typu kotłów, posiada nie tylko możliwość grzania budynku zimą, ale może także chłodzić go latem. Polega to na odwróceniu kierunku przepływu czynnika grzewczego przez pompę, dzięki czemu zacznie on schładzać wodę w instalacji budynku i wyrzucać ciepło poza budynek, do gruntu lub powietrza w zależności od typu pompy. Proces chłodzenia pompą ciepła, podobnie jak grzanie, również może być przy pomocy bufora, który nie będzie już buforem ciepła, a buforem chłodu. Pojawia się więc pytanie, czy musimy stosować dwa różne urządzenia, aby zapewnić pompie optymalne warunki pracy niezależnie od jej celu? 

 Stosowanie dwóch buforów zwiększyłoby koszty całej instalacji oraz wymagałoby przeznaczenia większej ilości miejsca na całą maszynownię. Na szczęście jednak bufory chłodu i bufory ciepła nie różnią się aż tak bardzo i w wielu przypadkach stanowią to samo urządzenie. 

“W zasadzie, jeżeli mówimy o buforach chłodu, to istotna jest tylko kwestia związana z izolacją takiego zbiornika. Jeżeli zbiornik ma zdejmowany płaszcz, na przykład z różnego rodzaju otuliny wełnianej, to taki zbiornik raczej średnio będzie się nadawać do buforu chłodu. Z drugiej strony zbiorniki buforowe z izolacją poliuretanową będą zdawały egzamin.” - tłumaczy Bartosz Piekarz. 

Bufor w dużym uproszczeniu działa jak termos, a więc przy zastosowaniu odpowiedniej izolacji będzie w stanie zarówno utrzymać wysoką temperaturę wody w swoim wnętrzu, jak i niską. Problemem z niską temperaturą jest jednak ryzyko wystąpienia kondensacji pary wodnej, czyli skraplania się jej, nawet wewnątrz samej izolacji. Kondensacja może prowadzić do korozji zbiornika, obniżenia skuteczności izolacji oraz powstania grzyba wewnątrz izolacji. 

Jak wspomina specjalista, izolacja z wełny mineralnej nie będzie sprawdzać się w przypadku magazynowania chłodu, ponieważ umożliwia ona łatwą migrację wilgoci. Brak wodoszczelności prowadzi do tego, że wełna nie jest dobrym materiałem do ochrony przed kondensacją pary wodnej. Izolacja poliuretanowa charakteryzuje się natomiast wysoką szczelnością i nie wchłania wody, wobec czego skutecznie chroni przed niepożądanymi skutkami kondensacji. Niski współczynnik przepuszczalności cieplnej sprawia, że izolacja tego typu świetnie nadaje się do akumulacji zarówno ciepła jak i chłodu. 

Większość nowoczesnych buforów projektowanych na potrzeby pracy pomp ciepła spełnia wymagania konieczne do magazynowania ciepła i chłodu, wobec czego nie musimy się przejmować koniecznością planowania miejsca w maszynowni na dwa osobne bufory. 

Źródło: Webinarowa Środa GLOBENERGIA