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.

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.