Проектирование систем

Последовательный буфер малого объема (Volumiser)

Определение

Последовательный буфер малого объема (Volumiser) — это небольшая теплоизолированная емкость — обычно 20–100 литров, — подключаемая последовательно в контур отопления теплового насоса для увеличения общего объема воды в системе. В отличие от буферной емкости, у нее только два патрубка, она не обеспечивает гидравлического разделения и не вызывает смешивания; она просто добавляет тепловую массу, чтобы компрессор реже включался, а цикл оттайки имел гарантированный запас энергии.

Как работает Volumiser?

Volumiser добавляет объем воды в контур отопления, не меняя его гидравлику. Весь поток системы проходит прямо через емкость — вход через один патрубок, выход через другой, — поэтому нет смешивания подачи и обратной линии и нет второго контура, который нужно балансировать. Дополнительные литры действуют как тепловая инерция: тепловому насосу требуется больше времени, чтобы прогреть объем воды, поэтому каждый цикл работы компрессора длиннее, а пусков меньше, а когда блок переключается на цикл оттайки, в циркуляции остается достаточно теплой воды, чтобы растопить лед на испарителе, не охлаждая помещения. Поскольку емкость включена последовательно, а не параллельно, температура подачи, поступающая на радиаторы, в точности равна температуре на выходе из теплового насоса — ключевое преимущество в эффективности по сравнению с плохо подключенными буферами.

Зачем тепловым насосам нужен минимальный объем воды в системе?

Компрессор служит дольше всего при длительной стабильной работе, а воздушному блоку нужен запас тепла, который он может заимствовать во время оттайки. Поэтому производители задают минимальный объем воды в постоянно открытой части системы — обычно в пределах 10–20 литров на кВт теплопроизводительности, с точным значением в руководстве по монтажу каждого блока. Современные радиаторные контуры с зональными клапанами или трубопроводами малого диаметра (microbore) часто содержат слишком мало воды, чтобы его обеспечить. Симптомы системы с дефицитом объема — быстрые пуски и остановки (короткие циклы) и сбои оттайки; в качестве ориентира, рекомендации EHPA по проектированию и полевые данные производителей неизменно связывают частые циклы с заметным снижением сезонной эффективности и срока службы компрессора.

Volumiser и буферная емкость: в чем разница?

ОсобенностьVolumiser (2 патрубка, последовательно)Буферная емкость (4 патрубка)
Патрубки24
Добавляет объем системыДаДа
Гидравлическое разделениеНетДа
Смешивание / потери температуры подачиНетВозможны при несбалансированных потоках
Нужен дополнительный насосНетОбычно да (на вторичной стороне)
Типичный размер20–100 л100–1 000 л

Практическое правило: если проблема только в нехватке литров, установите Volumiser; если еще нужно развязать насосы или несколько генераторов, установите буферную емкость. Компромиссы подробно сравниваются в материале Буферная емкость или Volumiser: в чем разница?

Где следует устанавливать Volumiser?

Большинство производителей указывают обратную линию отопления, непосредственно перед входом в тепловой насос. Установка на обратной линии удерживает емкость при самой низкой температуре контура, что минимизирует теплопотери в режиме ожидания, и гарантирует, что запас для оттайки находится сразу перед блоком, откуда он забирается. Установка на подающей линии возможна и иногда предпочтительна, когда Volumiser заодно служит точкой отделения воздуха, но установка на обратной линии — вариант по умолчанию. Емкость нельзя отсекать клапанами от теплового насоса — она должна оставаться в постоянно открытой части контура.

Когда одного Volumiser достаточно?

Когда в системе один тепловой насос, один набор насосов и распределительный контур остается достаточно открытым — например, теплый пол, где большинство контуров нерегулируемые, или радиаторы без моторизованных зональных клапанов. В такой ситуации инверторный тепловой насос снижает мощность в соответствии с нагрузкой, а Volumiser незаметно покрывает нехватку объема. Когда зональные клапаны могут перекрывать большие части контура, проблемой становится минимальный расход, а не только минимальный объем, и более безопасным инженерным решением оказывается буфер с 4 патрубками или схема с гидрострелкой.

Часто задаваемые вопросы

Volumiser — то же самое, что буферная емкость?

Нет. Volumiser — двухпатрубковая емкость, включаемая последовательно, которая лишь добавляет объем воды, без гидравлического разделения и без смешивания. Буферная емкость подключается параллельно с четырьмя патрубками и развязывает контур генератора от контуров отопления, а также добавляет объем.

Какого размера Volumiser нужен моему тепловому насосу?

Достаточного, чтобы довести общий объем системы до заявленного производителем минимума — обычно порядка 10–20 литров на кВт мощности. Рассчитайте объем воды в трубопроводах и отопительных приборах, вычтите его из требуемого минимума и покройте нехватку; емкости 20–100 л подходят для большинства домов.

Снижает ли Volumiser эффективность теплового насоса?

Нет — при правильном использовании он обычно повышает сезонную эффективность. Поскольку весь поток проходит напрямую, потерь температуры подачи из-за смешивания нет, а более длительная работа компрессора и надежная оттайка сокращают потери на циклы.

Устанавливать Volumiser на подающую или обратную линию?

Стандартное положение — обратная линия отопления непосредственно перед входом в тепловой насос. Там температура ниже, поэтому теплопотери в режиме ожидания меньше, а запас энергии для оттайки находится именно там, откуда блок его забирает. Всегда следуйте схеме подключения конкретного производителя.

Источники и дополнительные материалы

Об авторе

Инженерная команда Solimpeks

Солнечные коллекторы и проектирование систем