0
Decizia de a instala un puffer pentru pompa de caldura poate influenta semnificativ eficienta intregului sistem de incalzire. Costurile pentru instalarea unui sistem de pompa de caldura cresc cu 5 pana la 15 la suta atunci cand se utilizeaza un puffer, adica un rezervor tampon. Totusi, acest cost suplimentar poate fi justificat prin beneficiile pe care le aduce.
Un puffer este, de fapt, un echipament similar unui boiler, functionand ca un rezervor de stocare pe termen mediu a agentului termic - o adevarata banca de caldura. In sistemele moderne de incalzire, pufferul reprezinta o solutie inovatoare de stocare a energiei termice, construit din otel izolat, cu scopul de a imbunatati functionarea sistemelor de incalzire. De asemenea, prin utilizarea lor se reduce in mod substantial consumul de combustibil (gaz, lemn, electric) si se mareste autonomia de functionare.
In acest articol, vom analiza in detaliu argumentele pro si contra instalarii unui puffer alaturi de pompa de caldura. Vom examina cand este absolut necesar un astfel de rezervor, cum se dimensioneaza corect si care sunt alternativele. In primul rand, trebuie sa intelegem ca pompele de caldura au nevoie de un volum minim de apa liber, permanent vehiculat, care sa nu fie niciodata blocat de robineti de separare manuali sau electroventile.
In esenta, pufferul pentru pompa de caldura este un rezervor tampon pentru agent termic, folosit pentru optimizarea performantei sistemelor de pompe de caldura. Acest dispozitiv de depozitare este un recipient din otel izolat termic, umplut cu apa de incalzire. Functioneaza ca un recipient termic capabil sa stocheze si sa distribuie caldura generata de pompa de caldura, ceea ce ajuta la mentinerea temperaturilor constante si la evitarea ciclurilor de pornire si oprire repetate.
Rolul principal al pufferului in schema de montaj a pompei de caldura este de a mentine un volum minim de apa "in circuit" in momentele in care sarcina de incalzire este foarte scazuta. Acest lucru previne ciclul scurt al pompei de caldura (porniri/opriri repetate care scurteaza durata de viata a compresorului) si ofera o cale de ocolire pentru a mentine debitul minim prin pompa de caldura daca majoritatea zonelor de incalzire s-au oprit.
De asemenea, pufferul permite stocarea energiei termice produse de pompa de caldura, acumuland caldura si eliberand-o atunci cand este nevoie - de exemplu, cand cererea de energie este mai mare decat ce se produce instantaneu. Datorita sarcinilor mai mici, uzura este redusa la minimum, iar sistemul functioneaza mai mult timp fara intretinere.
Un alt rol important al pufferului este sa asigure un volum minim permanent vehiculat pentru descarcare termica la degivrare. Pufferul functioneaza ca un tampon de apa calda pentru incalzire, iar prin montarea acestuia se reduce consumul de energie al pompei.
Desi sunt similare ca aspect, pufferul si boilerul sunt echipamente cu roluri foarte specifice. In timp ce ambele sunt incalzite de sursa termica, in cazul pufferului apa circula prin instalatie in circuit inchis, pe cand intr-un boiler apa este sanitara (sau menajera).
Practic, pufferul stocheaza agentul termic si il utilizeaza la nevoie, fiind un vas de acumulare care optimizeaza functionarea pompei de caldura. Prin contrast, boilerul incalzeste apa menajera pentru dus, spalat vase si alte utilizari domestice.
Un puffer este instalat intre generatorul de caldura (pompa de caldura aer-apa in cazul acesta) si sistemul de incalzire (de exemplu radiatoare sau incalzire prin pardoseala). Pompa de caldura incalzeste apoi apa de incalzire in flux si o directioneaza in rezervorul de stocare.
In ceea ce priveste modul de circulatie, exista doua variante principale de schema de montaj:
- Schema cu ocolire a pufferului - cand debitul volumetric spre instalatie este egal sau mai mic cu cel dat de pompa de caldura, turul spre consumatori nu "trage" si din puffer, ci il ocoleste.
- Schema cu trecere obligatorie prin puffer - turul catre consumatori trece obligatoriu prin puffer, deci intotdeauna turul instalatiei va fi amestecat, mai rece fata de cel dat de pompa de caldura.
Odata ce apa incalzita din puffer a fost utilizata in fluxul sistemului de distributie a caldurii si a transmis energia termica stocata catre calorifere sau incalzire in pardoseala, fluxul de retur, care acum s-a racit, curge inapoi in rezervorul de stocare si ciclul incepe din nou.
Cu ajutorul unui puffer, pompa de caldura poate fi sincronizata mai bine datorita separarii productiei de caldura si distributiei caldurii, iar intervalele de pornire si oprire sunt optimizate. Astfel, prin reducerea consumului de energie cu 20-30%, pufferul contribuie semnificativ la economisirea costurilor si la cresterea eficientei energetice.
Instalarea unui puffer pentru pompa de caldura nu este intotdeauna obligatorie, insa anumite configuratii ale sistemului de incalzire o fac indispensabila. Exista situatii specifice in care un rezervor tampon devine esential pentru functionarea optima si protejarea pompei de caldura pe termen lung.
Sistemele moderne de incalzire sunt adesea dotate cu elemente de automatizare precum actuatoarele sau capii termostatati. Aceste dispozitive controleaza fluxul de agent termic in functie de necesitati. Un cap termoelectric este conectat la un termostat de camera si controleaza deschiderea sau inchiderea robinetilor termostatici.
Atunci cand majoritatea buclelor de incalzire sunt echipate cu actuatoare sau majoritatea caloriferelor au capi termostatici, se impune folosirea unui puffer care sa asigure volumul minim de apa necesar in circuit. Acest lucru este necesar deoarece, in momentul in care termostatul atinge temperatura dorita, actuatorul inchide circuitul, blocand circulatia agentului termic prin pompa de caldura.
Capii termostatici functioneaza prin incalzirea unui element de ceara care deplaseaza un piston integrat. Cand tensiunea de alimentare este intrerupta, capul termoelectric se inchide uniform datorita fortei arcului de compresie, blocand circulatia agentului termic.
Grupul de amestec (GPA) este un dispozitiv esential in sistemele de incalzire prin pardoseala, asigurand amestecul si pomparea agentului termic. Acesta este format din robinet de amestec cu 3 cai, aerisitor manual, pompa de circulatie, termometru si set de racorduri.
In cazul instalatiilor cu GPA sau electrovanele cu 3 cai de amestec (V3C), instalarea unui puffer devine absolut necesara. Motivul principal este ca aceste dispozitive pot inchide total circulatia agentului termic prin pompa de caldura. Cand robinetul termostatat atinge temperatura reglata (de exemplu 45°C), acesta inchide complet turul ce vine de la pompa de caldura si doar recircula apa prin bucle in sistem inchis: distribuitor – bucle – colector – distribuitor.
Pentru a evita aceasta situatie, exista doua optiuni:
- Instalarea unui puffer dimensionat corespunzator
- Asigurarea ca cel putin o parte din instalatie (de exemplu etajul) functioneaza fara GPA/V3C, sub conditia ca aceasta zona sa contina volumul minim de apa impus de producator
Fiecare producator de pompe de caldura specifica un volum minim de agent termic care trebuie sa circule permanent prin sistem. Acest volum este esential pentru functionarea in parametri si pentru protejarea echipamentului.
Volumul minim de agent termic/apa este necesar in special pentru procesul de degivrare (dezghetare). In timpul acestui proces, energia termica din freon trebuie descarcata in apa recirculata pentru a topi zapada acumulata pe aripioarele schimbatorului aer-freon. Fara acest volum minim recirculat, aparatul poate fi compromis.
In calculul volumului minim de apa, se iau in considerare doar componentele prin care circula apa fara restrictii:
Tevi de distributie fara electroventile
Tevi-registre de incalzire in pardoseala fara actuatoare
Distribuitoare fara GPA/V3C
Robineti, filtre si alte armaturi prin care circula apa, fara servomotoare
Calorifere, ventiloconvectoare sau aeroterme fara capi termostatici
Prin urmare, daca sistemul nu asigura acest volum minim din cauza elementelor de automatizare, instalarea unui puffer devine obligatorie pentru a proteja pompa de caldura si a-i asigura o functionare eficienta si de durata.
Alegerea instalarii unui puffer pentru pompa de caldura implica o analiza atenta a raportului cost-beneficiu. Un rezervor tampon nu este absolut necesar pentru functionarea unei pompe de caldura, insa ofera avantaje considerabile care pot justifica investitia initiala.
Unul dintre cele mai importante beneficii ale unui puffer este optimizarea ciclurilor de functionare ale pompei de caldura. Pornirile si opririle frecvente pot duce la uzura prematura a componentelor si la un consum crescut de energie. Pufferul rezolva aceasta problema prin:
In mod practic, pufferul permite pompei de caldura sa functioneze in regim optim, fara intreruperi frecvente. Atunci cand cererea de caldura scade, energia produsa este stocata in puffer, evitand astfel oprirea echipamentului. Mai mult, prin aceasta metoda, se poate obtine o reducere semnificativa a consumului de energie, cu imbunatatiri de pana la 20-30%.
Prin reducerea numarului de porniri si opriri, pufferul contribuie direct la prelungirea duratei de viata a pompei de caldura. Datorita sarcinilor mai mici, uzura este redusa la minimum, iar sistemul functioneaza mai mult timp fara intretinere.
De asemenea, prezenta unui puffer in sistem permite o functionare uniforma a pompei de caldura. Acest lucru se traduce printr-o uzura mai mica in timp si, implicit, o durata de viata mai mare a echipamentului. Randamentul sporit al intregului proces de incalzire este un alt avantaj notabil, pufferul permitand stocarea agentului termic pe o perioada medie/lunga de timp.
Pe de alta parte, exista si dezavantaje care trebuie luate in considerare. In primul rand, dispozitivul necesita spatiu suplimentar, care poate fi destul de mare in functie de capacitatea de stocare. Inainte de achizitionare, este esential sa va asigurati ca puteti instala echipamentul in camera tehnica sau in camera de serviciu.
In al doilea rand, sistemele cu pompe de caldura cu stocare tampon suplimentara sunt mai scumpe. Costurile initiale mai ridicate reprezinta un aspect ce nu poate fi ignorat in procesul decizional. Cu toate acestea, economiile pe termen lung pot compensa aceasta investitie initiala.
Dimensionarea corecta a unui puffer pentru pompa de caldura reprezinta un pas esential in proiectarea unui sistem eficient de incalzire. Alegerea unui volum potrivit asigura functionarea optima a intregului sistem si previne problemele pe termen lung.
In practica, exista mai multe metode de calcul pentru dimensionarea unui puffer. In general, se recomanda un volum de aproximativ 10-30 de litri de apa pentru fiecare kilowatt al pompei de caldura. De exemplu, pentru o pompa de 10 kW, un puffer cu o capacitate intre 100 si 300 de litri ar fi o alegere potrivita.
O alta abordare empirica sugereaza ca nu trebuie sa avem mai putin de 50 litri de apa pe fiecare kW al sistemului. Putem alege o valoare cuprinsa intre 50 l/kW si 75 l/kW, desi limita superioara ar putea fi excesiva pentru multe aplicatii rezidentiale.
Pentru a dimensiona precis pufferul, trebuie sa luati in considerare urmatorii factori care, in principiu, tin pana la urma, de pompa de caldura:
Necesarul termic al casei (calculat raportat la suprafata × inaltime × coeficient termic) in kW per mp
Gradul de izolare a casei
Zona geografica
Preferintele personale referitoare la temperatura din locuinta
Volumul minim necesar pentru a garanta o buna stabilitate a temperaturii apei in instalatie este de 5 litri pe kW putere nominala de incalzire. Acest volum poate fi marit in functie de considerentele proiectantului pentru a creste stabilitatea temperaturii si nivelul de confort ambiental.
Exemplu: puffer pompa de caldura 200 l
Un puffer de 200 litri reprezinta o alegere frecventa pentru sistemele rezidentiale. Prin urmare, un astfel de puffer ar fi adecvat pentru o pompa de caldura cu o putere intre 6,5 si 20 kW, in functie de formula de calcul utilizata.
Sa analizam specificatiile unui puffer standard de 200 litri:
Capacitate de stocare: 200 litri
Temperatura maxima admisa: 95°C
Temperatura minima admisa: 6°C
Presiune maxima admisa: 3 bar
Greutate (gol): aproximativ 43-48 kg
Inaltime: aproximativ 1230 mm
Diametru: aproximativ 600 mm
Pufferele moderne sunt prevazute cu izolatie de calitate, nedemontabila, din spuma poliuretanica dura, care reduce pierderile de caldura la minimum. De asemenea, acestea dispun de racorduri hidraulice pentru tur si retur incalzire centrala, rezistenta electrica, senzor de temperatura si aerisire.
Una dintre cele mai comune greseli este subdimensionarea pufferului. Un volum insuficient nu va putea prelua surplusul de energie si nu va asigura protectia necesara pompei de caldura. Pe de alta parte, supradimensionarea duce la costuri inutile si la pierderi de caldura mai mari.
O alta eroare frecventa consta in ignorarea specificatiilor producatorului privind volumul minim de apa. Fiecare model de pompa de caldura are cerinte specifice care trebuie respectate pentru a asigura functionarea optima.
De asemenea, multi proprietari nu iau in considerare tipul de sistem de incalzire. In cazul incalzirii prin pardoseala, temperatura minima utila din puffer poate fi de aproximativ 35°C, in timp ce pentru calorifere este necesar un minim de 50-60°C.
Pentru a evita problemele de dimensionare, recomandam consultarea unui specialist HVAC care va analiza specific nevoile locuintei dumneavoastra si va calcula volumul optim al pufferului.
Teoretic se poate si montarea unui sistem de pompa de caldura aer apa fara puffer, totusi, in practica, nu e recomandat decat in foarte putine situatii. Decizia depinde in principal de configuratia hidraulica si de tipul instalatiilor alimentate cu agent termic, practic un sistem foarte simplu, a carui simplitate poate afecta confortul.
Schema montaj pompa de caldura fara puffer
Cea mai simpla si eficienta schema hidraulica pentru incalzire in pardoseala cu pompa de caldura aer-apa monobloc nu necesita butelie, puffer, pompe externe sau GPA. In schimb, aceasta schema functioneaza cu adaptare meteo (senzor de exterior). Desi producatorii propun scheme hidraulice tipice in manualele de instalare, acestea au doar rol orientativ.
Instalatii fara actuatoare si fara GPA
Pentru a evita folosirea pufferului, trebuie respectate urmatoarele conditii:
Majoritatea buclelor de incalzire in pardoseala sa nu aiba actuatoare
Sa nu existe vana de amestec/GPA in sistem
Majoritatea caloriferelor sa nu aiba robineti cu cap termostatic
Alternativ, o parte din instalatie poate functiona fara obturare (actuatoare/capi termostatati/electroventile), cu conditia ca volumul acestei parti sa fie mai mare decat minimul impus de producator.
De final
Alegerea de a instala un puffer pentru pompa de caldura ramane, in esenta, o decizie personalizata care depinde de configuratia specifica a sistemului de incalzire. Dupa cum am vazut, un puffer devine absolut necesar in cazul instalatiilor cu actuatoare, capi termostatati sau grupuri de amestec care ar putea restrictiona circulatia agentului termic.
Desi instalarea unui puffer implica costuri suplimentare initiale de 5-15%, beneficiile pe termen lung pot justifica aceasta investitie. Pufferul reduce semnificativ ciclurile de pornire-oprire, prelungind astfel durata de viata a pompei de caldura. Mai mult, acesta contribuie la economisirea energiei cu 20-30% prin optimizarea functionarii intregului sistem.
Pentru cei care decid sa instaleze un puffer, dimensionarea corecta este baza. Calculul bazat pe puterea pompei de caldura (10-30 litri per kilowatt) asigura un volum optim care va proteja echipamentul si va maximiza eficienta energetica.
Totusi, trebuie subliniat faptul ca nu toate sistemele necesita un puffer.
Fie ca alegeti un sistem cu puffer sau fara, consultarea colegilor nostru ramane recomandarea noastra pentru a va asigura ca alegeti solutia optima pentru casa voastra. Aceasta decizie tehnica, aparent minora, poate influenta semnificativ confortul termic, consumul energetic si durabilitatea intregului sistem de incalzire in anii urmatori.
