Bufor do pompy ciepła – zalety, zastosowanie, budowa

Magazynowanie energii z roku na rok staje się coraz bardziej korzystniejszym rozwiązaniem i wydaje się, że ten trend zostanie utrzymany.

Bufor do pompy ciepła jeszcze do niedawna uznawany był za przyjemny dodatek, jednak im częściej te źródła ciepła pojawiały się w gospodarstwach domowych – okazywało się, że brak bufora powodował poważne problemy z prawidłowym funkcjonowaniem pomp ciepła.

Czy należy więc zawsze stosować bufor ciepła w układzie z pompą ciepła? Jak zbudowany jest bufor ciepła? Kiedy nie jest potrzebny? To jedne z wielu pytań, na które dzisiaj odpowiemy!

Czym jest i do czego służy bufor do pompy ciepła?

Bufor ciepła to najprościej rzecz ujmując magazyn energii, który pozwala na jej przechowywanie w formie ciepłej wody – można ją następnie wykorzystać do zasilania instalacji centralnego ogrzewania (CO).

Wiele osób myli bufor ciepła ze zbiornikiem ciepłej wody użytkowej – ten służy bowiem do dostarczania wody, którą wykorzystujemy przy kąpieli czy myciu naczyń (CWU).

Trzeba jednak w tym miejscu zaznaczyć, że na rynku są oferowane bufory ciepła jednocześnie z wodą do CO i zbiornikiem CWU - choć nie da się ukryć, jest ich niewiele.

Jak zbudowany jest bufor ciepła?

Bufor ciepła to sporych rozmiarów urządzanie, który tak jak wspomnieliśmy, przypomina zbiornik na ciepła wodę użytkową. Z oczywistych powodów musi wyróżniać się bardzo dobrą izolacją – zależy nam przecież, aby temperatura wody utrzymywała się w nim na stabilnym poziomie przez długi czas.

Bufor ciepła ma najczęściej kształt pionowego walca z warstwowym „podziałem wody”. Oznacza to, że ciepła woda zawsze znajduje się na górze zbiornika, natomiast zimna – na dole. Tym samym możliwe jest korzystanie z ciepłej wody, nawet gdy nie jest ona w całej objętości ogrzana w zbiorniku.

Bufor ciepła w podstawowej wersji posiada dwa przyłącza przeznaczone dla źródła ciepła (pompa ciepła, kocioł gazowy itp.) i dwa przyłącza, które służą do przekazywania ciepła np. dwa obiegi ogrzewania podłogowego.

Zalety bufora do pompy ciepła

Najważniejszą cechą bufora do pompy ciepła jest prosta budowa. Ze względu na małą ilość elementów tego podzespołu, bufor uchodzi za urządzenie niezwykle trwałe i bezawaryjne. Można powiedzieć, że stanowi on prosty pojemnik na ciepłą wodę.

Jeżeli chodzi natomiast o zalety bufora typowo do pompy ciepła – możliwość podgrzewania dużych ilości wody w zbiorniku, jest zbawienna dla urządzeń typu on/off. Takie rozwiązanie pozwala bowiem na wydłużenie cyklów pracy pompy ciepła, jak i czasu, w którym ona nie działa.

Przypomnijmy przecież, że pompy ciepła typu on/off wyłączają się po uzyskaniu docelowej temperatury wody – osiągnięcie jej w przypadku np. 2000 litrowego zbiornika zajmuje zdecydowanie sporo czasu. Tym samym pompa ciepła może pracować nad podniesieniem temperatury w niezakłócony sposób przez długi czas, bez taktowania.

Kolejna zaleta to możliwość podłączenia niezależnych od siebie źródeł ciepła do kumulowania z nich energii w buforze. Zbiornik ten można bowiem zintegrować zarówno z pompą ciepła, kolektorami słonecznymi, jak i kotłami wszelkiego rodzaju, a nawet… z kominkiem w salonie.

Czy warto montować bufor do pompy ciepła?

Warto wiedzieć, że w przypadku pompy ciepła wymagane jest zapewnienie minimalnego zładu wody oraz przepływu (nawet 1800L/godzinę – jednak wyłącznie w przypadku szczytowych momentów sezonu grzewczego) – w przeciwieństwie do konwencjonalnych źródeł ciepła.

Jeżeli w kotle gazowym typu on/off, zmniejszymy przepływ wody, to odbiorniki ciepła najzwyczajniej zaczną ona odbierać mniej ciepła. Jedynym, niegroźnym objawem będzie chwilowo wyższa temperatura wymiennika.

W wymiennikach pomp ciepła następują natomiast procesy parowania i skraplania czynnika chłodniczego. Aby zachodziły one w prawidłowy sposób, muszą być dobrze zsynchronizowane z odbieraniem ciepła przez układ centralnego ogrzewania. Oznacza to tyle, że ich praca musi być pełna, niezakłócona.

W większości budynków montaż bufora do pompy ciepła będzie zatem opłacalny. W środowisku spotkamy się z opiniami ekspertów i instalatorów, którzy uważają, że bufor powinien znaleźć się w instalacji z pompą ciepła w każdej sytuacji – dla pewności, że w układ w każdych warunkach będzie miał zapewniony wymagany przepływ.

Kiedy jednak bufor ciepła do pompy ciepła jest niezbędny?

• W budynku odbiornikami ciepła są grzejniki (niski zład).
• W budynku znajduje się kilka obiegów wody, które mogą cechować się różną temperaturą.
• Chcemy zdecydować się na układ hybrydowy z pompą ciepła i innym źródłem ciepła.

Kiedy bufor do pompy ciepła nie jest potrzebny?

Są przypadki, kiedy to bufor ciepła nie zagwarantuje wspomnianych korzyści, a jego zakup będzie po prostu niepotrzebnym dodatkowym kosztem inwestycyjnym. Wymieńmy je:

• Jeżeli dom ma niskie zapotrzebowanie energetyczne, a ogrzewanie podłogowe to jedyny system ogrzewania budynku.
• Jeżeli instalacja gwarantuje minimalny zład określony przez producenta pompy ciepła.
• Jeżeli w przyszłości nie planujemy dodatkowego źródła ciepła np. kolektorów słonecznych.

Odmrażanie (defrost) pompy, a bufor ciepła.

Trzeba jednak tutaj wspomnieć o innej ważnej kwestii, która dotyczy pomp ciepła. Chodzi o tzw. defrost, czyli odmrażanie. W skrócie – wymiennik pompy ciepła przy niskich temperaturach pokrywa się szronem (powstaje on na skutek skroplenia się wody w powietrzu, które „wtłacza” wentylator jednostki zewnętrznej, a następnie jej zamarzania na powierzchni wymiennika).

W pewnym momencie szron osiadający na wymienniku powoduje zmniejszenie wydajności, gdyż czynnik nie jest w stanie prawidłowo odebrać ciepła z powietrza. Właśnie wtedy pompa ciepła uruchamia procedurę odszraniania – trwa ona kilka minut i przy niskich temperaturach uruchamia się nawet co dwie godziny.

Aby tego dokonać, na wymiennik musi trafić ciepły czynnik gazowy – ciepło musi być zatem w większości pomp ciepła „wyciągnięte” z odbiorników ciepła np. ogrzewania podłogowego. A te z kolei, najdelikatniej mówiąc, nie radzą sobie dobrze z oddawaniem energii grzewczej - temperatura wody w takich układach jest po prostu za niska.

Dlatego montaż nawet małego bufora, z którego można pozyskać ciepło na odszraniania jest praktycznie zawsze wskazany – chyba że wybrano inną metodę odszraniania np. grzałkę elektryczną, jednak jej ciągłe uruchamianie i praca to dodatkowe koszty eksploatacyjne.

Jaka pojemność bufora do pompy ciepła?

Przyjmuje się, że na 1 kW mocy pompy ciepła powinno przypadać od 13 do 35 litrów pojemności zbiornika buforowego – mówi o tym norma PN-EN 1540. Wartość ta będzie się jednak różnić w zależności od takich czynników jak:

• Typ pompy ciepła – ze sprężarkami inwerterowymi bufor ciepła może być znacznie mniejszy np. 100 litrów.
• Zapotrzebowanie na ciepło w budynku – zależy z kolei od ilości osób w gospodarstwie, izolacji termicznej, preferencji względem temperatury wnętrza itp.

Ile kosztuje bufor ciepła do pompy ciepła?

Cena bufora ciepła zależy od jego pojemności, marki, jak również dodatkowych funkcji. Ten o pojemności 1000 litrów będzie kosztował od 4000 zł do 8000 zł. Z kolei te o pojemności 100 litrów kosztują około 2000 zł.

Podsumowanie

Bufor ciepła do pompy ciepła to rozwiązanie, które niemal zawsze będzie zapewniało korzyści. Jego montaż gwarantuje prawidłową pracę całej instalacji niezależnie od warunków.

Warto też wspomnieć, że 2024 roku prosumentów czekają zmiany w sposobie rozliczania się za energię elektryczną wytworzoną przez fotowoltaikę – sprzedaż po godzinowych cenach giełdowych, prawdopodobnie przełożony się na większą opłacalność magazynowania energii za dnia, zamiast sprzedawania jej po niskiej cenie i kupowania drożej np. wieczorem.