Zasobniki ciepłej wody użytkowej oraz zasobniki buforowe to podstawowe i najczęściej wykorzystywane w instalacjach wodnych oraz w instalacjach centralnego ogrzewania zbiorniki ciepłej wody, które poprawiają oraz umożliwiają wysoką wydajność pracy pompy ciepła oraz innych urządzeń grzewczych oraz pozwalają na obniżenie rachunków związanych z pracą układu centralnego ogrzewania oraz instalacji wodnej w budynku.
Zbiorniki ciepłej wody użytkowej stanowią jeden z głównych elementów instalacji wodnej w budynku mieszkalnym lub usługowym, w którym ciepła woda użytkowa musi zostać przygotowana przez kocioł na paliwo stałe, piec gazowy lub pompę ciepła. Zasobniki ciepłej wody użytkowej służą do magazynowania gorącej wody umożliwiając mieszkańcom stałą i szybką dostępność ciepłej wody po odkręceniu kranu.
Zasobniki buforowe pełnią podobną funkcję. Podłączenie buforu do instalacji centralnego ogrzewania umożliwia gromadzenie gorącej wody wykorzystywanej na potrzeby instalacji grzewczej. Stanowią swego rodzaju sprzęgło hydrauliczne oddzielające źródło ciepła od odbiorników ciepła instalacji centralnego ogrzewania. Zbiornik buforowy pomaga magazynować nadwyżkę ciepła wyprodukowanego w piecu na paliwo stałe, kotle gazowym lub w pompie ciepła i wykorzystanie go czasie, gdy zapotrzebowanie na ciepło będzie większe niż jest w chwili, w której zostało wyprodukowane. Wpływa więc to pozytywnie na koszt ogrzewania pompą ciepła czy pracy układu instalacji wodnej.
Zbiorniki wykorzystywane w instalacjach grzewczych oraz w instalacji ciepłej wody użytkowej w domach, mieszkaniach i budynkach użyteczności publicznej mogą charakteryzować się różnymi pojemnościami oraz materiałami z jakich zostały wykonane. Najczęściej spotykanymi zbiornikami wykorzystywanymi przy współpracy z pompami ciepła są zbiorniki c.w.u i bufory emaliowe oraz zasobniki ze stali nierdzewnej. W zależności od instalacji oraz jej potrzeb wyróżnia się również zbiorniki o pojemnościach od 50 do nawet 400 litrów. Czym charakteryzują się poszczególne zasobniki wykorzystywane w instalacja grzewczych, których źródłem jest pompa ciepła?
Bardzo duży wybór zasobników ciepłej wody użytkowej i zbiorników buforowych umożliwia odpowiedni dobór tego typu urządzeń do konkretnej instalacji. Odpowiednie oszacowanie zbiornika zapewnia bezproblemowe użytkowanie instalacji c.o. oraz c.w.u. dlatego przy doborze odpowiednich zbiorników należy zwrócić szczególną uwagę na:
Jednym z najbardziej charakterystycznych podziałów najczęściej wykorzystywanych zbiorników buforowych oraz zasobników ciepłej wody użytkowej jest ich rozróżnienia na:
Rodzaj materiału z jakiego zbudowany jest zbiornik, ma znaczenie w kontekście jego odporności na korozję i oznacza po prostu sposób, w jaki dany zasobnik zabezpieczony jest przed zanieczyszczeniem i uszkodzeniem spowodowanym korozją.
W zbiornikach emaliowych, wewnętrzną część zasobnika pokrywa warstwa emalii ceramicznej odpornej na korozję i osadzanie zanieczyszczeń wytrącających się z wody w nich gromadzonej. Dodatkowo w takich zbiornikach stosuje się anodę magnezową, która dodatkowo zabezpiecza wewnętrzną powierzchnię zbiornika przed szkodliwymi skutkami ciągłego kontaktu z gorącą wodą. Zakup zbiornika emaliowego jest tańszy niż zakup zbiornika ze stali nierdzewnej z uwagi na tańsze materiały wykorzystywane do jego produkcji, ale jego żywotność może być krótsza, niż żywotność zasobnika ze stali nierdzewnej.
Zasobniki ze stali nierdzewnej to obecnie najczęściej wykorzystywane zasobniki do ciepłej wody użytkowej oraz zasobniki buforowe w nowoczesnych instalacjach grzewczych. Dzięki bardzo wysokiej odporności stali nierdzewnej na korozję oraz jej wysoką gładkość powierzchni charakteryzuje się dłuższym czasem pracy i większą żywotnością niż zbiorniki emaliowane.
Wybór materiału, z jakiego wykonany ma być zasobnik ciepłej wody użytkowej lub zbiornik buforowy to dopiero pierwszy krok prowadzący do prawidłowego doboru zbiorników. Niezwykle ważny jest również odpowiedni dobór pojemności zbiorników. W instalacjach opartych na pompach ciepła najczęściej stosuje się:
Pojemność zbiornika ciepłej wody użytkowej należy zawsze dobierać biorąc pod uwagę potrzeby danego budynku. W praktyce pojemność zasobników ciepłej wody użytkowej determinowana jest przez liczbę mieszkańców danego budynku, a dobierając pojemność zasobnika należy kierować się zużyciem wody lub w przypadku, gdy zużycie wody nie jest znane należy przyjąć 80 litrów na każdego dorosłego mieszkańca budynku i 40 litrów na każde dziecko. Wielkości te oznaczają średnie dobowe zużycie wody przez mieszkańców. Oznacza to, że np. dla rodziny 2+2 należy przyjąć zasobnik o pojemności 200-250 litrów.
Wielkość zbiornika buforowego stanowiącego element instalacji centralnego ogrzewania jest ściśle powiązany z mocą źródła ciepła budynku i zależy między innymi od zapotrzebowania budynku na ciepło, rodzaju źródła ciepła i sposobu w jaki ogrzewany jest dany budynek. W instalacjach grzewczych, w których wykorzystuje się pompę ciepła zazwyczaj przyjmuje się 10 litrów pojemności zbiornika buforowego na każdy 1 kW mocy pompy ciepła. Oznacza to, że dla pompy ciepła o mocy do 5 kW zaleca się wykorzystanie bufora o pojemności 50 litrów, a dla mocniejszych pomp ciepła zasobniki buforowe 100 litrowe. Większe pojemności buforów mogą być wymagane w przypadku, gdy instalację pompy ciepła wspomaga np. kocioł na paliwo stałe, gazowe lub dodatkowa instalacja solarna.
Obecnie najczęściej wykorzystywanymi zbiornikami c.w.u. oraz buforami są te wyposażone w wężownicę oraz grzałkę. Wężownica stanowi spiralny przewód przez który przepływa woda grzewcza ogrzewana przez źródło ciepła. Wykorzystanie wężownicy w zasobniku cwu lub w buforze pozwala na ogrzanie wody znajdującej się w zbiorniku. Wężownica w przypadku wykorzystania w zasobniku ciepłej wody użytkowej jest zatem wymiennikiem ciepła pozwalającym na ogrzanie wody trafiającej do naszych kranów za pośrednictwem instalacji centralnego ogrzewania.
Wykorzystanie wężownicy w buforach ciepła pozwala natomiast na integracje różnych źródeł ciepła do zasilania jednej instalacji grzewczej. Bufor jako sprzęgło hydrauliczne instalacji centralnego ogrzewania, dzięki wykorzystaniu wężownic pozwala na wspólną pracę np. pompy ciepła, kotła gazowego lub kotła na paliwo stałe a także instalacji solarnej do zasilania instalacji grzewczej.
Wielkość wężownicy w zbiorniku, czyli jej powierzchnia wymiany ciepła zależy głównie od mocy źródła ciepła, które zasila daną wężownicę dlatego w kwestii doboru odpowiedniego zbiornika buforowego nie można pominąć rodzaju i mocy źródła ciepła. Z reguły przyjmuje się, że powierzchnia wymiany ciepła wężownicy musi wynosić 0,2-0,25 m2 na każdy 1 kW mocy grzewczej źródła ciepła. Zbyt mała powierzchnia wężownicy może powodować nieefektywne wykorzystanie źródła ciepła do podgrzewania wody, a dobór zbyt dużej powierzchni wymiany ciepła wężownicy może powodować zbyt duże wychłodzenie wody grzewczej co ma znaczenie zwłaszcza w instalacjach związanych z pompami ciepła.
Niektóre zasobniki mogą być wyposażone w dodatkowe grzałki elektryczne. Grzałka stanowi dodatkowe źródło ciepła zapewniające szybki wzrost temperatury magazynowanej wody użytkowej lub wody zasilającej układ centralnego ogrzewania. Elektryczne grzałki stosuje się najczęściej jako alternatywne źródło wspomagające pracę pomp ciepła ale często wykorzystywana jest również w zbiornikach współpracujących z innymi źródłami ciepła zwłaszcza, jeśli w budynku wykorzystuje się również instalację fotowoltaiczną.
Dobór odpowiednich zbiorników wodnych do danej instalacji centralnego ogrzewania oraz instalacji ciepłej wody użytkowej najlepiej powierzyć specjalistom, jednak jeszcze przed kontaktem z producentem lub instalatorem systemów hydraulicznych warto poznać szczegóły dotyczące przeznaczenia, wykorzystania oraz sposobu montażu tych urządzeń.
Oczywiście najbardziej odpowiednią lokalizacją jest kotłownia lub pomieszczenie techniczne, w którym zainstalowane jest również źródło ciepła zasilające instalację grzewczą oraz instalację wodną. Taka lokalizacja pozwala na skrócenie instalacji hydraulicznej łączącej wszystkie urządzenia i zminimalizowanie strat związanych z przesyłem wody grzewczej. Bufory oraz zasobniki ciepłej wody użytkowej mają zazwyczaj kształt walca, który pozwala na estetyczne wkomponowanie ich w armaturę pomieszczenia technicznego. W zależności od gabarytów zbiorników, często lokalizuje się je bezpośrednio pod wiszącą jednostką pompy ciepła czy pieca gazowego.
Zarówno zasobniki c.w.u jak i zbiorniki buforowe są wyposażone w różnego rodzaju izolację, np. ze styropianu, wełny mineralnej lub piany poliuretanowej, które minimalizują straty ciepła i wychłodzenie wody gromadzonej w zasobniku.
W przypadku wykorzystania zasobnika ciepłej wody użytkowej oraz zbiornika buforowego w instalacji pompy ciepła bardzo ważny jest jego odpowiedni dobór. Nie każdy rodzaj zbiornika będzie pracował optymalnie ze źródłem ciepła jakim jest pompa ciepła. Pompy ciepła to w znacznej większości niskotemperaturowe urządzenia grzewcze, co oznacza, że do prawidłowej pracy układu centralnego ogrzewania oraz efektywnego grzania wody użytkowej wymaga odpowiedniej powierzchni wężownicy i zbiornika o pojemności dostosowanej do ich mocy grzewczej. Przed doborem odpowiednich zbiorników należy sprawdzić kod producenta urządzenia i upewnić się, że dany typ bufora lub zasobnika ciepłej wody spełnia kryteria doborowe dla danej pompy ciepła.
W szerokiej ofercie najpopularniejszych producentów armatury grzewczej bez trudu odnaleźć można odpowiednie zasobniki do danego źródła ciepła, a ich zamówienie poprzez sklep producenta, hurtownie lub instalatora umożliwi cieszenie się wydajną, efektywną i niskoenergetyczną pracą instalacji grzewczej.