Буферная емкость для теплового насоса

Что такое буферная емкость системы отопления?

По сути, буферные емкости для отопления представляют собой большой термос – металлический бидон с утепленными стенками. В системе отопления буферная емкость располагается между нагревательным прибором и тепловым контуром, и нагретая вода поступает первоначально в нее, а из нее – дальше в коллекторы, радиаторы и теплые полы.

Зачем нужна такая «прослойка»? Все дело в режиме работы нагревательных устройств (котлов). Вода в них нагревается путем сжигания топлива. Есть типы котлов, где топливо может подаваться и сжигаться равномерно (например, газовые котлы, котлы на пеллетах, снабженные бункером и шнеком для подачи). А есть котлы, где это невозможно теоретически (например, котлы на твердом топливе), либо котлы, где постоянное сгорание приводит к снижению КПД котла и повышенному износу топки (газогенераторные котлы), либо где постоянный нагрев стоит очень дорого (электрические котлы). Возьмем твердотопливные котлы. Они дешевы в установке и обслуживании, но у них есть одна проблема: если не подкладывать регулярно топливо, вода в отопительном контуре может быстро остыть. Что делать? Бегать и днем и ночью «подкинуть дровишек», или мерзнуть? Вот здесь и выручит буферная емкость. Нагретая вода поступает в нее, и постепенно расходуется на отопление. Применение буферной емкости в несколько раз увеличивает интервалы между топками котла и, соответственно, во столько же снижает расход топлива.

В случае с электрическим котлом буферную емкость полезно ставить чисто по экономическим соображениям. Известно, что электрокотел потребляет много электричества. Существуют дневной и ночной тарифы на потребленную электроэнергию, которые отличаются друг от друга в разы. Установка буферной емкости позволяет рассчитать режим работы котла так, чтобы он грел только в ночное время.

Европейский опыт применения буферных емкостей доказал его экономическую целесообразность. Кроме того, буферная емкость служит целям безопасности, снижая риск перегрева теплоносителя. Единственный минус буферной емкости – ее большой объем. Для установки системы отопления с применением буферной емкости необходимо помещение размером от 5 кв.м. Емкости большого объема нужно монтировать, разбирая крышу, либо сваривать прямо на месте (они просто не пройдут в двери).

Как рассчитывается объем буферной емкости

Как рассчитать буферную емкость, чтобы достичь желаемого уровня комфорта и при этом не делать огромные баки? Вообще, расчет буферной емкости при устройстве новой системы отопления – дело довольно сложное. Лучше, если это будет делать специалист теплотехник. Сначала на основании информации о площади дома, высоте потолков, материалов стен и перекрытий, рассчитываются теплопотери дома при определенной температуре наружного воздуха (обычно она выражается в «кВт в час»). Затем при помощи специальной формулы рассчитывается количество необходимого теплоносителя (воды), которая должна проходить по системе отопления за час для покрытия теплопотерь при максимально низкой температуре (например, при -25С). Это количество умножается на желаемое время между топками котла, и получается объем буферной емкости.

Гораздо проще производить расчет буферной емкости, если система отопления уже существует. В этом случае количество воды в системе и время между топками уже известно. Стоит только умножить существующий объем теплоносителя на желаемое время увеличения промежутков между топками, и вы получите нужный объем бачка. На практике известно, что при мощности котла 25-32 кВт и дома в 100-150 кв.м. буферной емкости в 1000л достаточно для топки 1 раз в сутки.

Буферные емкости TESY

EV 200 60 F40 TP3 EV 300 65 F41 TP3 EV 500 75 F42 TP3 ЕV 800 99 F43 P4
Буферная емкость 200 л. Буферная емкость 300 л. Буферная емкость 500 л. Буферная емкость 800 л.
ЕV 1000 105 F44 P4 ЕV 1500 120 F45 TP2 ЕV 2000 130 F46 TP2 V 200 60 F40 TP4
Буферная емкость 1000 л. Буферная емкость 1500 л. Буферная емкость 2000 л. Буферная емкость для нагревательной установки 200 л.
V 300 65 F41 TP4 V 400 75 F42 P4 V 500 75 F42 TP4 V 800 99 F43 P4
Буферная емкость для нагревательной установки 300 л. Буферная емкость для нагревательной установки 400 л. Буферная емкость для нагревательной установки 500 л. Буферная емкость для нагревательной установки 800 л.
V 1000 105 F44 P4 V 1500 120 F45 TP4 V 2000 130 F46 TP4 V 11S 400 75 F42 P5
Буферная емкость для нагревательной установки 1000 л. Буферная емкость для нагревательной установки 1500 л. Буферная емкость для нагревательной установки 2000 л. Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 400 л.
V 15S 500 75 F42 P5 V 12S 800 99 F43 P5 V 13S 1000 105 F44 P5 V 12S 1500 120 F45 P5
Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 500 л. Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 800 л. Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 1000 л. Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 1500 л.
V 15S 2000 130 F46 P5
Буферная емкость для нагревательной установки с одним змеевиком 2000 л.

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

  • (495) 956-7100
    234-0183
    (499) 265-2890
    265-3180 (доб. 508 )

  • Руководитель направления:
    Михайлов Вадим Вадимович
    моб. +7 (926) 228-69-76

    Ведущий специалист:
    Кузнецов Тимофей Константинович тел. +7 (499) 404-08-24 (добавочный 106)

    Ведущий специалист:
    Михайлов Александр Вадимович моб.+7(926)205-05-45
    +7 (495) 229-85-86 (доб. 244)

    Буферная емкость для теплового насоса

    Для каждого теплового насоса воздух-вода установлено минимальное значение объемного расхода (протока) теплоносителя, который определяется максимальной производительностью теплового насоса. Этот объем должен содержаться в отопительных контурах с закрытой регулировочной арматурой. Когда объем теплоносителя не является достаточным, используется буферная емкость, которая устанавливается между тепловым насосом и отопительными контурами и выполняет роль гидравлического разделителя с необходимым объемом теплоносителя.

    Основные функции буферной емкости.

    1. Продление срока службы компрессора.

    Оптимальным режимом работы компрессора является увеличение времени его непрерывной работы и увеличение пауз между включениями. В отсутствие буферной емкости, компрессор теплового насоса будет часто запускаться и останавливаться.

    Когда объем теплоносителя в системе не является достаточным, тепловой насос нагревает теплоноситель за короткое время и компрессор отключается. Затем теплоноситель охлаждается за короткое время, что приводит к запуску компрессора. Такой частый запуск значительно повышает нагрузку на компрессор и сокращает срок его службы. Кроме этого, поскольку потребление энергии тепловым насосом достигает пика при запуске, это также приводит к нерациональному использованию электроэнергии.

    С буферной емкостью количество запусков и остановок компрессора сокращается, что эффективно продлевает срок его службы и увеличивает КПД теплового насоса.

    2. Обеспечение минимального объемного расхода.

    Обеспечение минимального объемного расхода (протока) через конденсатор теплового насоса необходимо для отбора произведенной тепловой энергии.

    Когда проток теплоносителя не является достаточным, и отбор тепла не происходит, в системе теплового насоса повышается давление, что может вызвать срабатывание защиты. При этом тепловой насос выдает сообщение об ошибке и прекращает работу. Для повторного запуска теплового насоса может потребоваться удаление ошибки или даже перезагрузка теплового насоса. Снижение объемного расхода может происходить при срабатывании регулировочной арматуры отопительных контуров. Кроме этого, буферная емкость эффективно отделяет воздух из теплоносителя, который может создать воздушную пробку в системе теплового насоса и также нарушить проток.

    Читайте также  Тепловой конвектор гибкий

    Буферная емкость обеспечивает необходимый расход и объем теплоносителя, а работа регулировочной арматуры не влияет на работу теплового насоса.

    3. Оптимизация режима разморозки.

    Для тепловых насосов типа воздух-вода, в системе отопления должно быть достаточное количество тепла для режима разморозки испарителя.

    Когда тепловой насос воздух-вода работает в холодную погоду, испаритель теплового насоса может покрыться снежной «шубой». Это снижает воздушный поток и становится препятствием для отбора тепла из окружающего воздуха. В такой ситуации, тепловой насос включает режим разморозки. Для режима разморозки, тепловой насос потребляет тепло из системы отопления, а при отсутствии буферной емкости, количество тепла в системе может быть недостаточно. В результате, время разморозки увеличится и может произойти охлаждение отопительных контуров, а процесс разморозки не будет идеальным.

    С буферной емкостью, процесс разморозки будет завершен за короткое время, поскольку в ней содержится необходимое количество тепловой энергии, что позволяет избежать колебаний температуры в помещении.

    Выводы:

    Буферная емкость является важной частью системы теплового насоса воздух-вода. Выбор буферной емкости соответствующего объема, в соответствии с ее функциями, имеет много преимуществ. Она продлевает срок службы компрессора, оптимизирует режимы работы теплового насоса, что имеет большое значение для стабильной работы системы. Для этого часто достаточно даже небольшой буферной емкости от 50 до 200 литров, в зависимости от мощности теплового насоса.

    Емкости для теплового насоса буферные в Москве

    • Расширительные баки
    • Теплоаккумуляторы для систем отопления
    • Тепловые насосы

    тепловой насос Mountfield BP-30WS

    тепловой насос Mountfield BP-120HS

    тепловой насос Mountfield BP-85НS

    тепловой насос Mountfield BP-100НS

    Теплоаккумулятор Прометей 230 л

    тепловой насос FAIRLAND AHP13AS

    Изоляция для буферной ёмкости Hajdu AQ PT 1500 Sm, , ( код завода 1252423601 )

    тепловой насос FAIRLAND BPN09

    Буферная емкость Austria Email PSR 5000

    Буферные емкости NIBE BU 100 л

    Теплоаккумулятор Прометей 1000 л

    Буферный накопитель Ecosystem P 300

    Теплоаккумулятор Hajdu серии AQ PT6 2000 C2 без изоляции

    Буферная емкость ELECTRICBOILER BUFER TANK 3000 л

    Буферный накопитель HAJDU AQ PT 1000 C

    Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT6 500 без теплоизоляции

    Drazice NAD 750 v2 Буферная емкость — теплоаккумулятор, без теплоизоляции

    Буферная ёмкость Hajdu AQ PT 750 без изоляции

    Буферный накопитель Hajdu AQ PT 1000 C

    Drazice Буферная емкость Drazice NAD 750 v2

    Теплонакопитель NIBE BU-100.8

    Буферная емкость Sunsystem P 300

    тепловой насос Mountfield BP-50WS-C

    Буферная ёмкость Hajdu AQ PT 1000 без изоляции

    Теплоаккумулятор Hajdu серии PT 1000

    Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 750

    Бак-накопитель Nibe BU 100.8

    тепловой насос FAIRLAND IPHC35

    Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 1000

    Теплоаккумулятор S-Tank SS 300

    Буферный накопитель Nibe BU — 200.8

    Утепление для емкости Austria Email для буферной емкости SISS 750/150

    Теплоаккумулятор S-Tank серии HFWT DUO -300

    Drazice NAD 750 v2 Буферная емкость — теплоаккумулятор, без теплоизоляции

    Теплоаккумулятор S-Tank серии АТ AT-1000

    Теплоизоляция для буферной емкости Hajdu AQ PT 1000 Sm

    UNI-FITT Бак системы водоснабжения WAО150 (горизонтальный)

    Теплоаккумулятор KOSPEL SV — 1000 л

    Теплоаккумулятор Drazice серии NAD 750 V2

    Теплоаккумулятор Hajdu AQ PT 1500

    Бак-накопитель Nibe GTV 500-80-1,5

    Бак для системы отопления UNI-FITT PRO 80 (вертикальный на опорах)

    Теплоаккумулятор S-Tank серии HFWT DUO -750

    Буферный накопитель SUNSYSTEM PR 800

    Hajdu Теплоаккумулятор (буферная емкость) Hajdu AQ PT6 1000 ErP

    Теплоаккумулятор Hajdu PT 1000CF (2 теплообменника, в теплоизоляции)

    Теплоаккумулятор горизонтальный на 3000 литров «Невский» Нержавеющая сталь

    Буферная ёмкость, H 800/1 Reflex Буферная ёмкость, H 800/1

    Теплоаккумулятор вертикальный на 9000 литров «Невский» Нержавеющая сталь

    Буферная ёмкость для теплового насоса

    В силу специфики режимов работы, отопительные системы с применением теплового насоса должны отвечать определенным требования по минимальному расходу и объему теплоносителя. Кроме того, для тепловых насосов типа воздух/вода должно быть запасено достаточное количество тепла для режима разморозки испарителя.

    Для выполнения этих условий возможны два варианта реализации системы холодо-тепло снабжения с тепловым насосом:

    • Система имеет достаточный объем теплоносителя без применения регулировочной арматуры (термоголовки, или клапаны расхода)
    • Наличие буферной ёмкости для теплового насоса

    “Прямая система” – без применения буферной ёмкости

    Наименее затратным будет вариант теплонасосной системы без установки буферной ёмкости, так называемая «прямая система». Такой вариант подойдет, если в качестве отопительных приборов применяются только системы теплых полов (теплых стен) с большой емкостью отопительной воды.

    Система без применения буферной ёмкости

    Однако существует одно условие – в такой системе не должны присутствовать термоголовки, регуляторы протока и т.д., а наличие перепускного клапана обязательно.

    Такая отопительная система требует детального и сложного проектирования по гидравлике, поскольку все контуры теплого пола должны быть равны между собой по сопротивлению. Трубы подачи и обратки в отопительных контурах должны быть точно рассчитаны для обеспечения минимального требуемого протока теплоносителя в соответствии с параметрами теплового насоса.

    Кроме того, в системах с воздушными тепловыми насосами могут возникать нехватки тепла при включении режима разморозки испарителя. Это, в свою очередь, может приводить к снижению комфорта.

    Установка буферной емкости с тепловым насосом

    В более сложных системах отопления с различными отопительными приборами и наличием смесительных клапанов, регуляторов протока и термоголовками следует устанавливать буферную ёмкость. Установка бака может являться одним из требований производителя для уменьшения количество пусков компрессора.

    Схема с параллельным подключением буферного бака

    Большинство систем реализуются с параллельно подключенным буферным баком. Объем буфера рассчитывается относительно мощности теплового насоса. Многие производители указывает в технической документации, что минимальный объем ёмкости должен быть не менее 25 литров на 1 кВт мощности теплового насоса.

    Параллельное подключение буфера

    Подключение буферной ёмкости решает основные проблемы, связанные с интеграцией теплового насоса в системе отопления. Однако у такой схемы есть один существенный недостаток, связанный с необходимостью поддержания постоянной температуры в буфере. При этом возникают нежелательные тепловые потери, что может привести к снижению эффективности теплового насоса на 5%.

    Комбинированная схема подключения теплового насоса и буферного бака

    Наиболее оптимальным вариантом является применение схемы сочетающей в себе преимущества прямой системы и системы с буферной ёмкостью. Такое решение позволяет предотвратить излишние тепловые потери в буфере, в то же время сокращает количество пусков компрессора. В таком случае буфер служит для накопления избыточного тепла от теплового насоса и обеспечивает достаточным количеством тепла для функции разморозки для воздушного теплового насоса.

    Комбинированное подключение буферной ёмкости

    Важно чтобы диаметр трубы между буферным баком и тепловым насосом был больше чем в системе отопления а суммарный поток теплоносителя в отопительных контурах не превышал поток между буферной ёмкостью и тепловым насосом. Эта схема наиболее подходит там, где тепловой насос является основным источником тепла.

    Читайте также  Виды тепловых пушек

    Схема с последовательно подключённым буферным баком

    Схема с установкой буферного бака в контур отопления последовательно обычно используется в сочетании с воздушным тепловым насосом.

    Последовательное включение буфера

    Такая схема не требует установки дополнительного датчика температуры в буфере. В таком случае буфер выполняет функцию аккумулятора тепла для обеспечения работы функции разморозки без потери комфорта в отапливаемом помещении.

    Сергей Маринец

    Автор — инженер по возобновляемым источникам энергии

    Зачем нужна буферная емкость для системы отопления

    Нужно ли устанавливать буферную ёмкость в систему отопления — экономическая целесообразность или лишние затраты на оборудование?

    Установка буферной ёмкости целесообразна при любом варианте отопления частного дома, за исключением системы с газовым котлом.

    Для чего нужна буферная ёмкость в системе отопления

    Буферная ёмкость – металлическая бочка с утеплением объемом от 200 литров, устанавливаемая между источником тепловой энергии и системой отопления дома в качестве разделителя тепловых контуров с разной температурой и накопителя тепла.

    Аккумулирующий бак необходим, если в одну систему объединяются несколько различных источников тепловой энергии: газовый, твердотопливный, электрический котлы, тепловой насос и солнечный коллектор. Теплоаккумулятор собирает тепло в любое время работы каждого из источников. Например, днём ­– от солнечного коллектора, ночью – от теплонасоса или электрокотла, в любое время работы газового или твердотопливного котла.

    Раздача тепла происходит в постоянном режиме. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла. Это позволяет исключить холостой расход тепловой энергии из системы.

    Использование буферных емкостей

    Схема отопления на основе твердотопливного котла без буферной емкости являет собой типичный контур подогрева и подачи воды к излучающим поверхностям (радиаторам, батареям, панелям, конвекторам). За счёт сгорания твёрдого горючего в камере котла, выделяется тепло, которое уходит на разогрев теплоносителя. Эта жидкость передается напрямую через трубную магистраль к теплоизлучателям. Негативным нюансом такой системы есть частая закладка котла: каждый раз необходимо подогревать полностью весь объем жидкости в системе. Происходит чрезмерный расход энергоресурса на нагрев. До 30% топлива уходит в данном случае на оборгев улицы, т.к. на максимальной мощности котел выдает избыточное тепло и хозяину дома приходится открывать форточки.

    Распространённым решением этой проблемы является подключение буферной емкости. Между котлом и радиаторами вставляют теплоаккумулирующий бак, который функционирует на основании принципа термодинамического равновесия.

    Как работает система с баком

    Нагретый объём воды перемещается в накопитель, где и хранится. По сигналу термостата включается циркуляционный насос, который приводит в движение теплоноситель. Из бака буферной емкости вода направляется к радиаторам. Происходит излучение через источник тепла. После этого охлаждённая жидкость возвращается обратно в нижнюю часть емкости. В результате процесса конвекции, происходит смешивание с тёплой водой у поверхности. Эта вода опять идет в радиаторы и отдаёт тепло.

    После нескольких подобных циклов работы имеем общее понижение температуры в буферной емкости для котла, труб и радиаторов.

    Чтобы не потерять тепловую мощность системы в это время необходимо подогреть воду на 5-10 градусов. Получается, что система отопления дома эксплуатируется в двухконтурном режиме. За счёт естественной работы теплоаккумулятора можно уменьшить количество закладок котла.

    Представленная схема подключения бака позволяет создать «подпитываемый» источник тепла. Подогреть теплоноситель на несколько градусов намного проще и дешевле, нежели на несколько десятков градусов.

    Преимущества и недостатки применения

    Любой источник тепла для отопления частного дома имеет свои особенности, которые учитываются при проектировании и монтаже тепловой установки.

    Буферная емкость для твердотопливного котла имеет ряд неоспоримых достоинств:

    1. Экономия энергоресурсов до 50% (за счет использования ночного тарифа и сохранения всего выработанного тепла);
    2. Бак позволяет работать котлу на твердом топливе на максимальной мощности постоянно – это увеличивает ресурс котла, т.к. снижается образование конденсата; работа на максимальной мощности способствует полному сгоранию топлива, что снижает количество вредных выбросов в виде угарного газа и сажи – чистить котел нужно реже;
    3. Защита от перегрева системы за счёт буферного объема теплоносителя;
    4. Работа теплоаккумулятора максимально эффективно проявляется в периоды межсезонья (температуры окружающей среды от -5 до +10°С).

    Последний довод является весомым для помещений, которые расположены климатических зонах Украины.

    Но буферная емкость для котла также имеет и свои недостатки и дополнительные условия:

    1. Дополнительные вложения на покупку самого резервуара и сопутствующее оборудование для его обвязки. Однако, расчеты показывают, что за счет экономии в дальнейшем, средства вернуться за 2-3 сезона отопления.
    2. Усложнение системы отопления и дополнительное пространство для оборудования. Но обслуживание отопления станет более комфортным: твердотопливный котел и дымоход нужно реже чистить. Загружать топливо реже.
    3. Начальный «разгон» системы в пределах 2-4 часов.

    Чтобы сократить время первоначального нагрева системы отопления мы устанавливаем дополнительный обводной контур с байпасом мимо бака. Емкость будет нагреваться уже после нагрева теплоносителя в радиаторах дома.

    Другой вариант решения этой задачи можно исключить с помощью подогрева воды напрямую в резервуаре, например, через электрический ТЭН или газовый запал. Но этот способ мы считаем нецелесообразным по причине неэффективного использования энергии.

    Расчёт объёма буферной емкости

    Подбор буферной емкости для твердотопливного котла базируется на банальном расчёте полного объёма теплоносителя. Также из этого значения вычитаю объём воды в магистрали и радиаторах.

    Типичный расчет буферной емкости теплоаккумулятора сводится к обычной формуле из школьной термодинамики:
    Q = c × m × ∆t,
    где Q — затраченное количество энергии,

    c — удельная теплоёмкость жидкости,

    m — масса теплоносителя,

    ∆t — разница температур в градусах.

    Норма расхода тепла в Украине на 1 м 2 площади помещения составляет 80 Вт × час.

    С — табличная величина для воды 4,2 кДж/кг × К;

    Вычислим, например, Q1 – количество тепла, необходимое для нагрева 1 литра воды на 40 градусов для домика 150 м²:

    Считаем необходимый размер буферной ёмкости m для самостоятельного обогрева дома в течение 5 часов:

    Теплопотери Q дома за 5 часов составят 60 000 Вт.

    Таким образом нам понадобится теплоаккумулятор ёмкостью 1300 л.

    Здесь мы не учитывали остывание бака за эти же 5 часов. Этот параметр зависит от степени утепления самой бочки, а также, от температуры в помещении, где она установлена.

    Срок окупаемости буферной емкости

    Дополнительные расходы при установке теплоаккумулирующей емкости в приведенном выше примере составят:

    1. Стоимость буферного бака с утеплением емкостью 1200 л – от €240 до €750.
    2. Монтажные работы €100.

    Итого: от 340 до 750 евро. В среднем – 500 евро.

    Вложения окупаются за счет экономии топлива, рационального использования выработанного тепла.

    За 1 час отопления без сжигания топлива экономится около 3 кг дров (стоимостью около 0,12 евро/кг) или 1 кг угля (стоимостью 0,15 евро/кг).

    За сезон время отопления без работающего котла составит: 10 часов в сутки * 180 дней = 1800 часов.

    Таким образом, экономия за один отопительный сезон составит:

    • на дровах – 1800 часов * 0,12 евро/кг = 216 евро.
    • на угле – 1800 часов * 0,15 евро/кг = 270 евро.
    Читайте также  Тепловой элемент стена

    Теперь легко посчитать, что стоимость покупки и установки теплоаккумулирующего буферного бака окупится примерно за 2÷3 сезона (500 евро/216-270 евро). А в следующие годы сократит расходы на отопление на 30÷40%.

    Выбор модели теплоаккумулятора

    Буферная емкость в системе отопления для дома является оптимальным вариантом безопасного и экономичного использования твердотопливного котла для плавной регулировки и длительного поддержания заданного температурного режима в помещениях.

    При выборе котла следует учитывать более 25 факторов, 10 из которых являются критически важными.

    Следуя этим правилам вы купите выгодный и безопасный для вашего дома котел.

    «Экосистем Инжиниринг» является официальной монтажной организацией, специалисты которой имеют необходимые допуски, соответствующее оборудование и квалификацию.

    Если Вам нужен качественный монтаж с гарантией – это к нам.

    У вас уже есть оборудование, которое нужно установить? Отправьте нам заявку – установим!