Data publikacji:
Bufor ciepła grzany prądem: kompleksowy poradnik
Bufor ciepła z grzałką elektryczną to jeden z systemów grzewczych niewymagających dużych inwestycji. Szczególnie dużą popularnością cieszy się w budynkach z dobrą izolacją termiczną, które nie generują wielkich strat energii. Wybór rodzaju ogrzewania w domu jest trudny, dlatego wyjaśniamy, jakie plusy i minusy ma bufor ciepła grzany prądem.
Czym jest bufor ciepła i jak działa?
Klasyczny bufor ciepła to po prostu duży zbiornik na wodę. Magazynuje on gorącą wodę, podgrzewaną przez tanie źródło ciepła, np. kocioł węglowy, kocioł na pellet czy kocioł zgazowujący drewno. Dzięki wykorzystaniu zasobnika buforowego nadwyżki wyprodukowanego ciepła nie są marnowane, a służą do podgrzania wody, która jest później wykorzystywana do ogrzewania domu. System z buforem ciepła sprawia, że źródło ciepła, np. kocioł, może pracować z pełną mocą, niezależnie od warunków pogodowych czy aktualnych potrzeb budynku. To sprawia, że spalanie paliwa jest najbardziej efektywne, ekonomiczne i ekologiczne. Zduszenie kotła i obniżenie temperatury spalania w wielu przypadkach prowadzi do dużych strat energii.
Rolą bufora ciepła jest także dostosowanie temperatury wody do wymienników ciepła. Ogrzewanie podłogowe należy do tych niskotemperaturowych, dlatego maksymalna temperatura podłogi nie powinna przekraczać 27 stopni Celsjusza (około 34 stopni Celsjusza w łazience). Dzięki zastosowaniu bufora można łatwo sterować wyjściowym ciepłem wody, niezależnie od temperatury zasilania. Ta w przypadku kotła węglowego może osiągać nawet 90 stopni Celsjusza.
W ostatnim czasie coraz większą popularność zyskują również bufory ciepła grzane prądem. To w dużym uproszczeniu pojemne zasobniki na wodę z wbudowaną grzałką elektryczną. Taki bufor nie tylko magazynuje gorącą wodę, ale i ją samoczynnie podgrzewa. Pełni więc rolę akumulacyjnego kotła elektrycznego lub z nim współpracuje. O ile więc sam bufor ciepła nie może być podstawą domowego ogrzewania, to w połączeniu z grzałką elektryczną, kotłem elektrycznym lub kotłem elektrodowym staje się pełnoprawną centralą ogrzewania w budynku.
Jak działa bufor ciepła z grzałką elektryczną?
Zasada działania bufora ciepła grzanego prądem jest do bólu prosta, stąd system ten cieszy się wyjątkowo dużą niezawodnością. Gorąca woda zasilająca ogrzewanie podłogowe lub grzejniki podgrzewana jest grzałką lub zespołem grzałek ulokowanych bezpośrednio wewnątrz zasobnika. Dzięki temu bufor nie musi być wyposażony w wężownicę wykorzystywaną w przypadku współpracy z kotłem elektrycznym lub elektrodowym. Bufor bez wężownicy jest tańszy oraz bardziej bezproblemowy, bo nie występuje ryzyko jej rozszczelnienia.
W założeniu bufor ciepła z grzałką elektryczną jest alternatywą dla pompy ciepła. Oba systemy grzewcze zaliczają się do ogrzewania elektrycznego, ale idea obu rozwiązań jest odmienna. Pompa ciepła jest niejako mnożnikiem energii i jej zadaniem jest wytworzyć przy pomocy energii elektrycznej kilkukrotnie wyższą moc cieplną. Oznacza to, że z każdego 1 kW prądu może wytworzyć 3, 4, a nawet 5 kW ciepła służącego do ogrzewania domu. Im większa sprawność pompy ciepła, tym lepszy wynik.
Problemem pompy ciepła jest to, że w niskich temperaturach jej sprawność gwałtownie maleje. Przy temperaturze około –20 stopni Celsjusza COP pompy może oscylować w granicach 1, co oznacza, że zużywa ona tyle samo energii, ile dostarcza do wymienników ciepła. Biorąc pod uwagę bardzo wysoki koszt instalacji pompy ciepła oraz polski klimat, oszczędności mogą być niewystarczające.
Zalety bufora ciepła grzanego prądem
System grzewczy z elektrycznym buforem ciepła kładzie nacisk na coś zupełnie innego. Choć nie zwiększa wydatkowanej energii i jego sprawność wynosi około 98%, ma kilka przewag nad ogrzewaniem pompą ciepła. Pierwsza z nich jest oczywista – niska cena. Koszt zakupu bufora ciepła, sterownika oraz przyłączy hydraulicznych jest nawet czterokrotnie niższy od kosztu pompy ciepła. Bufor nie zajmuje też miejsca na zewnątrz budynku oraz nie generuje hałasów. Dużo tańsza jest przy okazji obsługa bufora ciepła grzanego prądem. Nie wymaga on regularnych przeglądów, a w razie awarii grzałki można łatwo i tanio wymienić ją na nową.
Skąd więc bierze się oszczędność względem zwykłego kotła elektrycznego, podgrzewającego zład wody w instalacji na bieżąco? Zastosowanie bufora ciepła, czyli magazynu na gorącą wodę, pozwala na wykorzystanie taniej taryfy dwustrefowej. Pozaszczytowe ceny prądu w taryfach G12, G12W czy G13 są dużo niższe niż te w ciągu dnia i to nawet o kilkadziesiąt groszy za 1 kW. Dzięki temu grzałka elektryczna bufora może nagrzewać zbiornik tylko w określonych godzinach, np. w taryfie nocnej (22:00–6:00), taryfie popołudniowej (13:00–15:00) oraz w weekendy. W tych godzinach i dniach ceny energii są niższe.
Wielkość bufora ciepła grzanego prądem
Dzięki kumulowaniu energii bufor ciepła może równomiernie ogrzewać dom przez całą dobę. Nie ma więc efektu mocnego nagrzewania pomieszczeń nocą i wychładzania w ciągu dnia. Sprzyja to oczywiście zachowaniu komfortu termicznego, ale i obniża rachunki za prąd. Utrzymywanie w miarę stałej temperaturę jest najbardziej oszczędnym scenariuszem ogrzewania.
Aby jednak bufor mógł oddawać energie przez całą dobę, ważne jest to, by dobrać jego pojemność do zapotrzebowania energetycznego budynku. W 1000 l wody podgrzanej do 90 stopni Celsjusza bufor ciepła gromadzi około 65 kWh energii cieplnej. To, jak długo będzie oddawał ją do instalacji, zależy również od temperatury wymienników. W przypadku grzejników ściennych zasilanych wodą o temperaturze 60 stopni Celsjusza wyładuje się szybciej niż współpracując z ogrzewaniem podłogowym pracującym z temperaturą 27 stopni Celsjusza.
Określenie pojemności bufora ciepła wymaga więc poznania zapotrzebowania energetycznego budynku w najniższych temperaturach i pomnożenia wyniku przez 24 godziny. Najczęściej stosowane pojemności buforów mieszczą się w zakresie 750–2000 l. W cieplejsze miesiące skumulowana jednej nocy energia pozwoli na ogrzewanie domu przez kilka dni. Uwaga! Ze względu na dużą pojemność bufora ciepła warto podgrzewać ciepłą wodę użytkową w osobnym bojlerze. W innym przypadku nawet latem do uzyskania CWU będzie musiał nagrzewać się cały bufor. To niepotrzebna strata energii.
Bufor ciepła – grzałki elektryczne i sterowanie
W buforach ciepła stosowanych do ogrzewania domów jednorodzinnych stosuje się najczęściej grzałki elektryczne o mocy od 6 do 15 kW. Czasem zamiast jednej dużej grzałki stosuje się kilka mniejszych, rozmieszczonych na różnych wysokościach. Umożliwia to warstwowanie wody i podgrzewanie tylko części zładu zgromadzonego w buforze. Sterowanie grzałkami odbywa się poprzez zewnętrzny sterownik, który współpracuje z zegarem sterującym. Sterownik godzinowy odpowiada za to, by nagrzewać wodę głównie w godzinach tańszej energii. Woda w buforze ciepła nagrzewana jest do 90 stopni Celsjusza i po uzyskaniu tej temperatury termostat wyłącza grzałki. O zabezpieczenie przed przegrzaniem dba termostat topikowy. Cały system jest więc w pełni bezpieczny oraz prosty w naprawie.
Zdjęcie: valeriygoncharukphoto/Envato Elements
Polecamy:
Jak i czym wyrównać ściany? Przewodnik krok po kroku dla początkujących
2024-04-26
Co na mrówki w ogrodzie? Naturalne i bezpieczne sposoby na mrówki
2024-04-26
Ranking rowerów crossowych. Jaki rower crossowy wybrać?
2024-04-25
Jak urządzić domowe studio fotograficzne?
2024-04-25
Jaki ekspres Saeco? Co oferuje producent?
2024-04-24
Jak działa asystent głosowy i z jakimi urządzeniami współpracuje?
2024-04-24
Autor: Szymon Sonik