Jaki zbiornik CWU do pompy ciepła wybrać?

Zbiorniki ciepłej wody użytkowej, nazywane też czasami zasobnikami lub bojlerami, stanowią element większości instalacji CWU – czy to bazujących na tradycyjnych kotłach węglowych lub gazowych, czy na pompach ciepła. Nie każde urządzenie będzie jednak pasować do każdego źródła ciepła. Jaki zbiornik do pompy ciepła sprawdzi się najlepiej? W tym krótkim poradniku wskażemy na najważniejsze kwestie, jakie należy wziąć pod uwagę, aby móc cieszyć się bezawaryjną i ekonomiczną pracą systemu grzewczego!

Zasadniczą funkcją zbiornika CWU jest uzyskiwanie odpowiedniej temperatury wody użytkowej oraz magazynowanie jej odpowiedniej ilości na podstawowe cele bytowe, takie jak mycie czy kąpiel. Cel jest prosty: zapewniać wystarczającą ilość ciepłej wody przez maksymalnie długi czas, przy możliwie minimalnym zużyciu energii i bez zmuszania źródła ciepła do gwałtownych zrywów i pracy ze zwiększoną mocą. Ale jak go osiągnąć? Tutaj kluczową kwestią staje się prawidłowy dobór zbiornika do posiadanej lub planowanej pompy ciepła.

Byle jaki zbiornik CWU do pompy ciepła to zły pomysł

Ponieważ pompy ciepła stanowią obecnie pierwszy wybór wśród inwestorów budujących czy modernizujących dom, rynek oferuje dziś wiele rozwiązań o zróżnicowanych parametrach, dostosowanych do współpracy z tego typu źródłem. Błąd na tym etapie może słono kosztować – czy to z uwagi na obniżoną efektywność pracy systemu, czy też awarie i związane z nimi koszty. Zakup zbiornika CWU warto zatem dokładnie przemyśleć.

Czy do pompy ciepła można zastosować starszy zbiornik, wykorzystywany np. przy kotle gazowym?

Wielu inwestorów pyta, czy w przypadku wymiany starszego źródła ciepła na pompę, można wykorzystać istniejący zbiornik. Jest to zdecydowanie niewskazane. Ponieważ tradycyjne kotły ogrzewają wodę do temperatury rzędu 85°C, a pompy ciepła do ok. 50-60°C, w tym drugim przypadku potrzeba większej powierzchni wymiennika ciepła – tak, aby woda w zbiorniku była w stanie odebrać ciepło wygenerowane w źródle. Zbyt mała powierzchnia wymiennika spowoduje, że woda nagrzewać się będzie znacznie dłużej, zwiększając ryzyko problemów z funkcjonowaniem źródła. Z góry zatem należy odrzucić klasyczne zbiorniki, w tym zasobniki warstwowe, które nie zdają egzaminu w instalacjach z niskotemperaturowym źródłem energii. Jaki zbiornik do pompy ciepła będzie optymalny? Aby lepiej zrozumieć kryteria doboru, przyjrzyjmy się nieco bliżej funkcjonowaniu samego urządzenia.

Jak działa zbiornik ciepłej wody użytkowej CWU?

Mechanizm działania jest stosunkowo prosty. Polega on na pobraniu z sieci wodociągowej wody zimnej i ogrzaniu jej wodą pochodzącą ze źródła ciepła. Ta przepływa przez wspomniany wymiennik ciepła – spiralną wężownicę znajdującą się we wnętrzu zasobnika. Stąd, podgrzana woda transportowana jest do kuchni i łazienek, gdzie mogą z niej korzystać domownicy. Przepływając przez wężownicę, gorąca woda grzewcza oddaje ciepło do wody zgromadzonej w zbiorniku, podgrzewając ją do odpowiedniej temperatury. Dzięki temu ciepła woda użytkowa jest dostępna w momencie użycia, np. podczas kąpieli. Co ciekawe, na rynku dostępne są zasobniki z dwoma wężownicami, które można podłączyć do dwóch różnych źródeł ciepła – np. pompy oraz paneli solarnych.

Jak dobrać powierzchnię wężownicy?

Wiemy już, że powierzchnia wężownicy wpływa bezpośrednio na efektywność przekazywania ciepła z czynnika grzewczego do wody w zasobniku – im większa, tym krótszy będzie czas jej podgrzewu. To, jaki zbiornik CWU do pompy ciepła należy wybrać, zależy więc przede wszystkim od optymalnego doboru tego kluczowego parametru. Zbyt mała powierzchnia wężownicy oznaczać będzie nieefektywne funkcjonowanie instalacji i ograniczonej dostępności ciepłej wody. Z kolei zbyt duża będzie zbędnym kosztem, gdyż pompa nie wygeneruje dostatecznie dużo energii cieplnej, by w pełni wykorzystać jej parametry. Innymi słowy, zbiornik CWU dostosowujemy do mocy pompy. Co do zasady przyjmuje się, że na każdy 1 kW mocy urządzenia powinno przypadać około 0,25-0,35 m² powierzchni wężownicy.

Ile powinna wynosić pojemność zbiornika CWU?

W przypadku systemów bazujących na klasycznych kotłach gazowych czy na paliwo stałe, dobór zasobnika CWU skorelowany jest bezpośrednio ze zużyciem ciepłej wody przez domowników. Biorąc pod uwagę średnie zapotrzebowanie na poziomie ok. 30-60 litrów na osobę dziennie, 4-osobowej rodzinie wystarczy więc zbiornik o pojemności 150-200 litrów. To, jaki zbiornik CWU do pompy ciepła będzie optymalny, nie zależy jednak od realnego zużycia wody, lecz od wspomnianej już wcześniej powierzchni wężownicy. Może się bowiem okazać, że zbiornik o pojemności 200 litrów, który teoretycznie zaspokoiłby potrzeby bytowe mieszkańców, nie pomieści odpowiednio dużej wężownicy, gdyż energochłonność budynku wymagała zastosowania pompy o większej mocy.

Jaki zbiornik do pompy ciepła będzie najlepszy? Sprawdźmy na przykładzie!

Za przykład weźmy 4-osobową rodzinę zamieszkującą dom jednorodzinny o powierzchni 150 metrów. Do niedawna, do ogrzewania budynku wykorzystywany był piec gazowy o mocy 12 kW, a do przygotowania ciepłej wody użytkowej – zbiornik o pojemności 200 litrów. Aby podnieść standard energetyczny domu i obniżyć rachunki, inwestor zdecydował się na modernizację systemu grzewczego i zakup pompy ciepła typu powietrze-woda o mocy 10 kW. Choć zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową się nie zmienia, co więcej – zastosowano nowe urządzenie grzewcze o nieco niższej mocy – to stary zbiornik CWU nadaje się do wymiany. Dlaczego? Policzmy:

10 kW * 0,25 m² = 2,5 m²
10 kW * 0,30 m² = 3,0 m²

To, jaki zbiornik CWU do pompy ciepła o mocy 10 kW powinniśmy dobrać, zależy od powierzchni wężownicy. Z powyższych obliczeń wynika, że optymalnym wyborem będzie rozwiązanie w przedziale 2,5-3 m². W praktyce oznacza to, że będziemy potrzebować zasobnika o pojemności rzędu 300 litrów. W takim przypadku sprawdzonym i niezawodnym wyborem będzie zbiornik CWU do pompy ciepła ECO Home, który wyposażony został w zasobnik buforowy. To innowacyjne rozwiązanie zapewnia stały, minimalny przepływ wody grzewczej przez pompę ciepła niezależnie od warunków pracy instalacji, a także umożliwia magazynowanie energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej.

Czytaj także: jaki bufor do pompy ciepła będzie najlepszym rozwiązaniem.