Тепловые насосы

Как обвязывать буферную емкость: по 2-патрубковой или 4-патрубковой схеме?

Краткий ответ

Обвязывайте буферную емкость по 2-патрубковой схеме — последовательно с контуром, обычно в обратной линии отопления, — везде, где позволяет гидравлика: она добавляет полный объем воды практически без искажения температуры. Резервируйте 4-патрубковую схему для систем, которым действительно нужно гидравлическое разделение, например с несколькими насосными зонами или бивалентным оборудованием. Несбалансированный буфер с 4 патрубками обычно теряет 3–5 °C температуры подачи, что обходится примерно в 2–3 % эффективности на каждый градус.

Обложка: Как обвязывать буферную емкость: по 2-патрубковой или 4-патрубковой схеме?

В чем разница между 2-патрубковой и 4-патрубковой обвязкой?

2-патрубковое подключение включает буферную емкость последовательно: вся вода системы проходит через емкость, циркулируя по одному общему контуру, поэтому буфер работает как Volumiser — чистый добавленный объем. 4-патрубковое подключение включает буфер параллельно между двумя отдельными контурами: тепловой насос заряжает емкость с одной стороны, отопительные насосы забирают из нее с другой, а бак обеспечивает полное гидравлическое разделение. Выбор — компромисс: 2 патрубка сохраняют температуру подачи, но ничего не разделяют; 4 патрубка разделяют все, но могут смешивать воду подающей и обратной линий внутри емкости.

Свойство2 патрубка (последовательно / Volumiser)4 патрубка (параллельно / полный буфер)
Добавленный объем системыПолный объем емкостиПолный объем емкости
Гидравлическое разделениеНетПолное
Искажение температуры подачиПренебрежимо малое0–5 °C в зависимости от баланса потоков
Нужен дополнительный циркуляционный насосНетДа
Типичное применениеМинимальный объем, оттайка, защита от коротких цикловЗонированные системы, бивалентное оборудование

Почему буфер с 4 патрубками искажает температуру подачи?

Потому что несовпадающие потоки вызывают смешивание. Если тепловой насос подает в емкость 20 л/мин, а сторона отопления забирает лишь 14 л/мин, избыток 6 л/мин горячей воды опускается по баку и возвращается к тепловому насосу — повышая температуру в его обратной линии и подталкивая его к коротким циклам. Если сторона отопления забирает больше, чем подает тепловой насос, дефицит восполняется холодной водой обратной линии из нижней части емкости, поэтому радиаторы получают воду на 3–5 °C холоднее, чем выработал тепловой насос. Чтобы компенсировать, монтажники повышают температуру подачи, а эффективность теплового насоса падает примерно на 2–3 % на каждый добавленный градус. Эти потери от смешивания, неоднократно измеренные в британских полевых исследованиях, составляют суть честного разбора в материале снижают ли буферные емкости эффективность теплового насоса. Хорошая стратификация внутри емкости — вертикальное исполнение, патрубки с отражателями, низкие скорости в патрубках — ограничивает ущерб, но не может исправить принципиально несбалансированный проект.

Куда ставить буфер с 2 патрубками: в подающую или в обратную линию?

В обратную линию — в большинстве схем именно такое размещение предпочитает большинство монтажников. Размещение в обратной линии означает, что емкость работает при самой низкой температуре в контуре, что снижает ее теплопотери в режиме ожидания, а отопительные приборы получают воду подачи теплового насоса напрямую, без разбавления. Буфер при этом отлично выполняет свою функцию объема: во время цикла оттайки накопленная теплая вода в любом случае прогоняется через тепловой насос. Размещение в подающей линии иногда задается там, где производитель хочет, чтобы буфер сглаживал температуру на выходе во время оттайки, — следуйте гидравлической схеме агрегата, если она приведена, потому что гарантийные условия часто ссылаются на нее.

Как правильно обвязать буфер с 4 патрубками, когда он нужен?

Сначала убедитесь, что он нужен: несколько независимо питаемых насосами зон или второй источник тепла, например котел в бивалентной системе, оправдывают полное разделение — один открытый контур не оправдывает, а гидрострелка может стать более простой альтернативой. Затем минимизируйте смешивание: сбалансируйте расходы первичного и вторичного контуров так точно, как позволяет проект, подключайте подающие линии сверху, а обратные — снизу, чтобы работать со стратификацией, а не против нее, поддерживайте низкие скорости в патрубках и ставьте датчик управления именно там, где показывает схема производителя теплового насоса, — датчик в смешанной воде в середине бака вызывает неустойчивое регулирование и короткие циклы. Наконец, подбирайте емкость по правилам «литров на кВт», а не по привычке; завышенный по объему буфер с 4 патрубками смешивает больше воды и теряет больше тепла без дополнительной защиты.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли переделать буфер с 4 патрубками в 2-патрубковый?

Часто да. Если в системе один контур, а буфер дает только объем, заглушив два патрубка и переобвязав емкость последовательно в обратную линию, можно устранить потери от смешивания, сохранив объем. Перед изменениями проверьте требования производителя к минимальному объему и оттайке.

Защищает ли буфер с 2 патрубками от коротких циклов?

Да. Защита от коротких циклов обеспечивается объемом воды, а не разделением, а емкость с 2 патрубками добавляет в контур весь свой объем. Чего она не может — это развязать насосы зон от теплового насоса; для этого нужна 4-патрубковая обвязка или гидрострелка.

Куда ставить датчик температуры на буферной емкости?

Именно туда, где указывает гидравлическая схема производителя теплового насоса, — обычно в верхней трети буфера с 4 патрубками. Датчик в смешанной средней зоне считывает нестабильные температуры и делает работу теплового насоса неустойчивой, что проявляется как частые пуски и остановки.

Нужен ли обратный клапан с буферной емкостью?

В системах с несколькими источниками тепла — да: без защиты от обратного потока насос одного источника может гнать обратный поток через контур другого и через буфер, разрушая стратификацию и расходуя тепло впустую. В одноконтурных установках с 2 патрубками, как правило, достаточно обычных обратных клапанов системы.

Источники и дополнительные материалы

Об авторе

Инженерия тепловых насосов