Vyrovnávací nádrž pro tepelné čerpadlo |

Pro vytvoření tepelné rezervy je nutný vyrovnávací zásobník (akumulátor tepla). Obsahuje velké množství vody a při zahřívání akumuluje mnoho tepelné energie. Teplo je pak v případě potřeby předáváno topným zařízením. Tím se vyhladí nerovnoměrnost tvorby tepla a přerozdělí se tepelný výkon v čase. Vyrovnávací nádrž v některých případech výrazně zvyšuje komfort a šetří peníze. Kdy ji použít, kdy bude zbytečná. kterou zvolit.

Kotel na tuhá paliva s vyrovnávací nádrží

V domech s rámovou konstrukcí, vyrobených ze dřeva, pěnového betonu a porézní keramiky, nemusí být prvky s významnou tepelnou kapacitou. Tyto moderní domy jsou obvykle dobře izolované, ale teplota uvnitř se může stále poměrně rychle měnit, protože tepelná kapacita konstrukcí je nízká. Pokud v mrazivé noci vypadne kotel na tuhá paliva, bude do rána zima. Když necháte dvířka na chvíli otevřená. Pokud kotel dobře zahřejete, rychle se zahřeje.

• Udržování teploty kotlem na tuhá paliva je náročné – je potřeba mít službu vedle.

Ve většině domů je pro pohodlí žádoucí tepelně stabilizovat atmosféru. Pomůže vyrovnávací nádrž a její správné potrubí. Na výstupu je použit třícestný ventil, který na povel z termohlavice (termostatu) udržuje teplotu radiátorů na dané úrovni, např. 65 stupňů na přívodu.

Kotel na tuhá paliva nabíjí zásobník teplem, když se to majitelům hodí, např. ráno a večer, určitým množstvím paliva v závislosti na počasí. K tomu musí být kotel dostatečně výkonný. To výrazně zjednodušuje řízení vytápění, šetří spoustu času, a tedy i peněz.

Vytápění elektrokotlem s vyrovnávací nádrží

Vytápění elektřinou je nejdražší, ale tyto náklady lze v některých případech několikanásobně snížit. Pokud je možné se připojit k nočnímu tarifu, musíte to provést instalací dvoutarifního měřiče. Hlavní spotřeba elektřiny pak bude v noci, kdy elektrokotel nabije vyrovnávací nádrž – maximálně za 8 hodin. Během dne se teplo uvolňuje z tepelného akumulátoru po dobu 16 hodin.

Jaký je optimální objem vyrovnávací nádrže – tepelné ztráty domu

Hlavní otázkou při instalaci vyrovnávací nádrže je, jaký objem bude potřeba? Optimální požadovaný objem si snadno spočítáte sami, pokud zhruba určíte tepelné ztráty domu. Pravda, často to bývá problém, jelikož mnoho domů má neregulované větrání (průvan), vlhké konstrukce, místa s výraznými tepelnými mosty. Ale každopádně majitelé přibližně vědí, kolik paliva se za den spotřebuje, aby se v domě vytopilo. Výhřevnost paliva se rovná tepelné ztrátě domu. Musíme zjistit, kolik kilowattů se ztratí za den a za hodinu.

• Dobře izolovaný dům s typickou plochou 100–200 m4 (s podkrovím) ztrácí v zimních mrazech průměrně 8–6 kW tepla za hodinu. V souladu s tím je nutné zajistit výrobu tepla minimálně 4 kW/hod a také zvolit kapacitu vyrovnávací paměti podle tepelného výkonu 6–XNUMX kW/hod.

Výpočet objemu vyrovnávací nádrže – co je potřeba

Provozní teplota vyrovnávací nádrže je v rozmezí 80 – 40 stupňů. Předpokládejme, že nádobu zahřejeme na 80 stupňů a ta vydává teplo, dokud nevychladne na 40 stupňů. Rozdíl teplot je 40 stupňů. Při ochlazení z 80 na 40 stupňů 1 metr krychlový. voda (1 tuna) vydá přibližně 40 kW energie. Pokud vydáte 5 kWh, vydrží teplo 8 hodin – přestávka mezi ranním a večerním zatápěním u kotle na tuhá paliva.

• Abychom se v zimě na 8-10 hodin přiblížili ke kotli na tuhá paliva, je pro průměrně izolovaný dům (ztráty 5 kWh) potřeba kapacita minimálně 1 tuna.
• Pro elektrokotel je pro 16 hodin denního tarifu potřeba kapacita 2 tuny vody. V tomto případě musí kotel vyrobit výkon 10 kW pro zásobník, aby se zásobník (poskytnul 8 kW) nabil za 80 hodin nočního tarifu.

Ale ve všech případech existuje příležitost ušetřit palivo a objemy. Jde o to, že během dne většinou není potřeba maximální topení, protože venku je obvykle tepleji a nikdo není doma. Spolu s elektrokotlem si tedy poradí jak 1tunový…, tak i méně výkonný kotel….

Jakou kapacitu lze dodat?

Vyrovnávací nádrž je poměrně objemný objekt. Je třeba jej doručit, přenést přes dveřní (okenní) otvor a nainstalovat na základnu. Dodávka 2 tuny není vždy možná. A i převážet 1tunový náklad může být problém. Proto jsou někdy nuceni vybrat pouze 700-800 litrů.

• Nejprve je nutné připravit místo instalace a trasy dodávky podle rozměrů.

Design a cena – jakou vyrovnávací nádrž zvolit

Nejen rozměry, ale také cena je překážkou pro zvětšení rozměrů, protože položka není levná. Proto je 1 tuna mnohem populárnější než 2 tunová.

Odpadá také výběr vyrovnávací nádrže s přídavnými spirálami pro zásobování teplou vodou a vytápění ze solárních panelů. Baterie zde nejsou relevantní, nevyplatí se ani ve středních zeměpisných šířkách. Ale ohřev teplé vody pomocí zásobníku obecně není správný.

Zásobování teplou vodou totiž odebírá hodně energie, takže zásobník přestává plnit svůj primární účel jako akumulátor tepla. Také pro ohřev teplé vody musí být teplota v nádrži udržována na 60 stupních nebo vyšší. To dále omezuje funkce akumulace energie, když se teplotní rozdíl snižuje. Ohřev TUV vlastně odebírá akumulaci tepla pro vytápění. Mnohem správnější je připravovat přívod teplé vody odděleně od bojleru.

Nádrž bez zbytečných přídavných cívek bude stát 1,5krát méně.

Vzhledem ke specifikům provozních režimů musí topné systémy využívající tepelné čerpadlo splňovat určité požadavky na minimální spotřebu a objem chladicí kapaliny. U tepelných čerpadel vzduch/voda je navíc nutné akumulovat dostatek tepla pro režim odmrazování výparníku.

Pro splnění těchto podmínek existují dvě možné varianty realizace systému zásobování chladem a teplem s tepelným čerpadlem:

• Systém má dostatečný objem chladicí kapaliny bez použití regulačních ventilů (tepelné hlavice nebo průtokové ventily)
• Dostupnost vyrovnávací nádrže pro tepelné čerpadlo

„Přímý systém“ – bez použití vyrovnávací nádrže

Nejlevnější variantou by byl systém tepelného čerpadla bez instalace vyrovnávací nádrže, tzv. „přímý systém“. Tato možnost je vhodná, pokud se jako topná zařízení používají pouze systémy podlahového vytápění (teplé stěny) s velkým výkonem topné vody.

Systém bez použití vyrovnávací nádrže

Existuje však jedna podmínka: takový systém by neměl obsahovat tepelné hlavice, regulátory průtoku atd. a přítomnost obtokového ventilu je povinná.

Takový topný systém vyžaduje detailní a komplexní hydraulický návrh, protože všechny okruhy vytápěné podlahy musí mít stejný odpor. Přívodní a vratné potrubí v topných okruzích musí být přesně spočítáno, aby byl zajištěn minimální požadovaný průtok chladiva v souladu s parametry tepelného čerpadla.

Systémy tepelných čerpadel se vzduchovým zdrojem mohou navíc zaznamenat nedostatek tepla, když je aktivován režim odmrazování výparníku. To zase může vést ke snížení komfortu.

Instalace vyrovnávací nádrže s tepelným čerpadlem

Ve složitějších topných systémech s různými topnými zařízeními a přítomností směšovacích ventilů, regulátorů průtoku a termostatických hlavic by měla být instalována vyrovnávací nádrž. Instalace nádrže může být jedním z požadavků výrobce na snížení počtu startů kompresoru.

Schéma s paralelním připojením vyrovnávací nádrže

Většina systémů je implementována s paralelně připojenou vyrovnávací nádrží. Objem vyrovnávací paměti se vypočítá vzhledem k výkonu tepelného čerpadla. Mnoho výrobců uvádí v technické dokumentaci, že minimální objem nádrže by měl být minimálně 25 litrů na 1 kW výkonu tepelného čerpadla.

Paralelní připojení vyrovnávací paměti

Připojení vyrovnávací nádrže řeší hlavní problémy spojené s integrací tepelného čerpadla do topného systému. Toto schéma má však jednu významnou nevýhodu spojenou s potřebou udržovat konstantní teplotu v pufru. Vznikají tak nežádoucí tepelné ztráty, které mohou snížit účinnost tepelného čerpadla až o 5 %.

Kombinované schéma zapojení tepelného čerpadla a vyrovnávací nádrže

Nejoptimálnější možností je použít schéma, které kombinuje výhody přímého systému a systému s vyrovnávací kapacitou. Toto řešení umožňuje zabránit nadměrným tepelným ztrátám ve vyrovnávací paměti a zároveň snížit počet startů kompresoru. Akumulátor v tomto případě slouží k akumulaci přebytečného tepla z tepelného čerpadla a poskytuje dostatek tepla pro funkci odmrazování vzduchového tepelného čerpadla.

Kombinované připojení vyrovnávací nádrže

Je důležité, aby průměr potrubí mezi vyrovnávací nádrží a tepelným čerpadlem byl větší než průměr v topném systému a aby celkový průtok chladiva v topných okruzích nepřesáhl průtok mezi vyrovnávací nádrží a tepelným čerpadlem. Toto schéma je nejvhodnější tam, kde je hlavním zdrojem tepla tepelné čerpadlo.

Schéma zapojení se sériově zapojenou vyrovnávací nádrží

Schéma s instalací vyrovnávací nádrže v sérii do topného okruhu se obvykle používá v kombinaci s tepelným čerpadlem vzduch-zdroj.

Sekvenční zahrnutí vyrovnávací paměti

Toto schéma nevyžaduje instalaci dalšího teplotního senzoru do vyrovnávací paměti. Akumulátor v tomto případě funguje jako akumulátor tepla, který zajišťuje provoz funkce odmrazování bez ztráty komfortu ve vytápěné místnosti.

Sergey Marinets

Autor je inženýr v oblasti obnovitelných zdrojů energie.