Akumulator ciepła w instalacji Centralnego Ogrzewania - tylko woda czy coś jeszcze?

Co to jest akumulator ciepła? Jakie ma zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania? Czy pozwala na oszczędności w kosztach ogrzewania? Z czego może być zbudowany akumulator ciepła? Jeśli interesują cię odpowiedzi na te pytania, zapraszam do lektury tego wpisu.

# Co to jest akumulator ciepła?

Akumulator ciepła to nic innego jak magazyn ciepła, który zatrzymuje ciepło i oddaje je w czasie, kiedy jest potrzebne. Np. Kiedy palimy w kominku z płaszczem wodnym to mamy dużo więcej ciepła, niż potrzebujemy, dlatego nadwyżka zostaje w akumulatorze/buforze ciepła i jest wykorzystywana w instalacji C.O., kiedy w kominku już wygaśnie. Akumulator ciepła nazywany jest też buforem ciepła.

# Jakie zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania ma wodny akumulator ciepła?

W instalacjach centralnego ogrzewania bufor ciepła ma za zadanie zgromadzić ciepło w czasie kiedy jest produkowane w nadmiarze lub kiedy jego produkcja jest tańsza, a przekazać do instalacji kiedy nie działa źródło ciepła a ogrzewanie jest potrzebne. Bufor ciepła ma często za zadanie stabilizować temperaturę wody w instalacji C.O. Kiedy będziemy zasilać go źródłem ciepła o zmiennej mocy, takim jak piec zasypowy lub kominek z płaszczem wodnym, to woda zasilająca będzie zmieniała temperaturę. W buforze te zmiany zostaną skompensowane i sterownik instalacji C.O. będzie pobierał z bufora tyle gorącej wody ile potrzebuje, mieszał ją z zimną wodą powracającą z instalacji C.O i zasilał instalację grzewczą wodą o odpowiedniej temperaturze.

# Przykład 1

W instalacji centralnego ogrzewania źródłem ciepła jest kocioł zasypowy (kopciuch) lub kominek z płaszczem wodnym. W instalacji mamy bufor wodny o pojemności 1000 litrów. Podczas pracy pieca/kominka ciepło przekazywane jest do kaloryferów lub ogrzewania podłogowego a jego nadmiar zostaje zmagazynowany w buforze ciepła. Źródło ciepła pracuje tylko kilka godzin na dobę, zazwyczaj popołudniu i wieczorem. Kiedy przestaniemy dokładać do kominka, w domu będzie się robiło coraz chłodniej. Kiedy temperatura spadnie poniżej minimalnej wartości, jaką chcemy mieć w domu, instalacja C.O. zostanie uruchomiona i mimo, że w piecu się nie pali, w domu zrobi się ciepło. Instalacja będzie korzystała z ciepła zgromadzonego w buforze. Pozwoli to na podtrzymanie temperatury w domu przez kolejne kilka godzin.

# Przykład 2

W domu mamy bufor o pojemności 1000 litrów, w którym woda jest podgrzewana grzałkami elektrycznymi. Grzałki pracują w godzinach, kiedy za prąd płacimy mniej (taryfa pozaszczytowa/nocna), czyli w nocy i przez 2 godziny po południu. Woda w buforze podgrzewana jest do 80 stopni Celsjusza. Kiedy w domu zrobi się chłodno, instalacja ogrzewania uruchamia się i ogrzewa dom korzystając z ciepłej wody zmagazynowanej w buforze. Źródło ciepła pracuje wtedy, kiedy jego praca kosztuje mniej pieniędzy a instalacja grzeje wtedy, kiedy potrzebujemy ciepła w domu.

# Jakie mamy akumulatory ciepła, które możemy wykorzystać w swoim domu?

Akumulatorem ciepła może być nie tylko wielki zbiornik z wodą. To jeden z popularniejszych buforów ciepła. Ale w domu możemy mieć inne, równie wydajne akumulatory ciepła, które pozwolą na zachowanie stabilnej temperatury w domu i na oszczędności w kosztach ogrzewania domu. Akumulator ciepła pozwala także na uniknięcie efektu zimnego domu rano, kiedy w piecu/kominku już wygaśnie i nie pracuje główne źródło ciepła.

Ja podzieliłem akumulatory ciepła na:

Bezobsługowe, czyli takie które montujemy, ustawiamy sterownik i nie musimy codziennie ich obsługiwać. Są to :

Bufor z wodą, która podgrzewana jest grzałkami elektrycznymi. – to coraz powszechniejsze rozwiązanie instalowane w domowych instalacjach centralnego ogrzewania. Dobrze dobrana pojemność bufora i moc grzałek pozwalają na podgrzanie wody w buforze w godzinach kiedy za prąd płacimy mniej lub mamy go z instalacji fotowoltaicznej. Ciepło zgromadzone w buforze wykorzystywane jest do ogrzewania domu kiedy energia elektryczna kosztuje dużo. Zazwyczaj wygląda to tak, że bufor ładujemy nocą, kiedy prąd kosztuje mniej a kiedy za energię elektryczną płacimy dużo, to źródło ciepła nie działa ale ogrzewanie działa. Bufor ciepła powinien być dobrze zaizolowany, żeby jak najmniej ciepła tracił podczas ładowania i oczekiwania na uruchomienie instalacji C.O. O tym, na jak długo wystarczy ciepła w buforze o pojemności 1000 litrów pisałem już na blogu, we wpisie : Bufor 1000 litrów w instalacji C.O. – jak szybko się nagrzewa i na jak długo starcza zgromadzone w nim ciepło?
Piec akumulacyjny – to piec elektryczny, w którym mamy specjalny wkład/rdzeń akumulacyjny, który magazynuje ciepło i oddaje je do otoczenia, kiedy jest potrzebne. Zastosowanie takiego pieca jest podobne jak bufora na wodę. Ładujemy piec energią cieplną wyprodukowaną przez grzałki elektryczne wtedy, kiedy jej wytworzenie kosztuje mniej, a korzystamy w czasie, kiedy za energię zasilającą musielibyśmy zapłacić więcej. Wkład akumulacyjny w takim urządzeniu możemy potraktować jako bufor ciepła. Wadą jest wysoka waga takiego pieca, spore rozmiary i konieczność zamontowania takiego pieca w każdym z ogrzewanych pomieszczeń.
Grzejniki olejowe – tak, dobrze przeczytałeś. Moim zdaniem grzejnik olejowy to też taki mini bufor ciepła. Grzejnik i olej, którym jest wypełniony nagrzewa się, po czym zasilanie jest odłączane, a pomieszczenie w którym taki grzejnik stoi ogrzewane jest ciepłem zmagazynowanym w oleju. Wiem, na długo tego ciepła nie starczy, niemniej jednak uważam takie urządzenie za mini bufor ciepła.
Podłoga na ogrzewaniu podłogowym to jeden wielki bufor/akumulator ciepła – ogrzewanie podłogowe jest bardzo popularne w domach jednorodzinnych i mieszkaniach. Może być to wodne lub elektryczne ogrzewanie. W pierwszym przypadku ciepło dostarczane jest przez ciepłą/gorącą wodę przepływającą rurkami zatopionymi w grubej warstwie betonu. W drugim przypadku ciepło wytwarzają przewody grzejne zatopione w wylewce betonowej. W obydwu przypadkach, kiedy uruchomimy źródło ciepła, to najpierw ogrzewa się beton a dopiero potem pomieszczenia w domu. Pojemność cieplna betonu to 1,94 MJ/m³/K. Beton nagrzewa się stosunkowo szybko a stygnie wolno. Mając w domu ogrzewanie podłogowe, możemy je ładować w godzinach, kiedy za wytworzenie ciepła płacimy mniej (np. w nocy, korzystając z energii elektrycznej) a korzystać z ciepła przez wiele godzin po odłączeniu źródła ciepła. O bezwładności podłogówki pisałem już na blogu we wpisie Ogrzewanie podłogowe, czy ma aż tak dużą bezwładność i wolno się nagrzewa? Źródłem ciepła dla podłogówki może być piec kopciuch, piec elektryczny, pompa ciepła, kominek z płaszczem wodnym, bufor ciepła zasilany grzałkami elektrycznymi itp. Zakwalifikowałem je jako bezobsługowe, ale jak zasilasz je kopciuchem albo kominkiem to musisz codziennie rozpalać w palenisku i ładować akumulator ciepła jakim jest podłoga i wtedy możemy je traktować jako wymagające obsługi.

Wymagające codziennej obsługi:

Piec/kominek akumulacyjny. Taki piec to w dużym skrócie palenisko obudowane masą akumulacyjną, którą zazwyczaj są cegły. Kiedy palimy w palenisku, masa akumulacyjna nagrzewa się. Kiedy ogień wygaśnie, dom ogrzewany jest ciepłem pochodzącym z ogrzanych cegieł, które powoli się wychładzają. Taki piec jest zazwyczaj umiejscowiony centralnie na środku domu, żeby ogrzewał wszystkie pomieszczenia. Zakwalifikowałem ten akumulator ciepła jako wymagający obsługi, ponieważ codziennie trzeba w takim piecu rozpalać, wynosić popiół i poświęcać czas na obsługę takiego pieca, żeby grzał.
Bufor z wodą zasilany piecem kopciuchem lub kominkiem z płaszczem wodny. To podobnie jak w przypadku pieca akumulacyjnego wymagające codziennej obsługi źródło ciepła w którym trzeba każdego dnia rozpalać, żeby wyprodukować odpowiednią ilość ciepła. Ciepło wytworzone przez piec magazynowane jest w buforze i wykorzystywane w miarę potrzeb.

# Czy akumulator ciepła pozwala na oszczędności w kosztach ogrzewania?

Tak, zastosowanie akumulatora/bufora ciepła pozwala na oszczędności w ogrzewaniu. Dzięki odpowiedniemu wykorzystaniu akumulatora ciepła:

Nie tracimy energii cieplnej, nie przegrzewany domu, bo niewykorzystany nadmiar ciepła magazynuje się w buforze i jest wykorzystywany kiedy źródło ciepła nie pracuje
Akumulator taki możemy ładować w czasie, kiedy np. za prąd płacimy mniej (taryfa nocna, pozaszczytowa) a korzystać z ciepła kiedy za pracę źródła ciepła musielibyśmy zapłacić więcej
Kiedy źródłem ciepła wykorzystywanym do zasilania bufora jest np. grzałka elektryczna, piec elektryczny, pompa ciepła, to nie musimy tracić czasu na obsługę tego źródła ciepła. Instalujemy, ustawiamy odpowiednio parametry urządzenia, uruchamiamy je i koniec. Później cieszymy się z ciepła w domu a wolny czas możemy spożytkować na inne zajęcia.
Bufor z betonu na podłogówce jest ogrzewaniem niskotemperaturowym. Podłoga nie może być cieplejsza niż 30 stopni Celsjusza, a woda zasilająca pętle grzewcze nie powinna mieć więcej jak 50 stopni Celsjusza. Mniejsza temperatura zasilająca to mniejsze koszty podgrzania medium grzewczego.

Jak widzisz, zastosowanie akumulatora ciepła pozwala na oszczędności pieniędzy i czasu. Owszem, na początku musimy trochę więcej wydać na zbudowanie odpowiedniego akumulatora ciepła, ale później, dużo więcej zyskamy podczas eksploatacji instalacji ogrzewania domu. Ja sam miałem bufor wodny w domu a obecnie została mi tylko podłogówka, którą zasila piec elektryczny. Właściwości akumulacyjne betonu sprawiają, że podłoga nagrzewa się przez 2-3 godziny ale stygnie około 6 godzin, oddając ciepło do pomieszczeń w domu. Pozwala to na utrzymanie stałej temperatury w domu a rzadsze uruchamianie się pieca elektrycznego na spore oszczędności.

# Jakie są wady akumulatorów ciepła?

Czy akumulator ciepła ma jakieś wady?

Bufor na ciepłą wodę – taki baniak ma pojemność co najmniej 1000 litrów. Jego instalacja wymaga solidnej podłogi i dużej ilości miejsca w domu. Ja miałem taki baniak w garażu i zrezygnowałem z niego głownie z powodu miejsca, jakie zajmował.

Piec akumulacyjny elektryczny – duża waga, zajmuje sporo miejsca w domu, musi być zainstalowany w ogrzewanych pomieszczeniach.

Piec akumulacyjny z paleniskiem na drewno – żeby spełniał swoje zadanie musi być zbudowany w środku domu. Zajmuje sporo miejsca, dużo waży, Najlepiej zaprojektować go na etapie projektowania domu. Wymaga częstej obsługi.

Ogrzewanie podłogowe – powinno być zaprojektowane na etapie projektowania domu ponieważ ma wpływ na wysokość pomieszczeń. Ma dużą bezwładność, co jest wadą i zaletą. Wolno się nagrzewa ale jeszcze wolniej stygnie. W zależności od rodzaju (wodne lub elektryczne) i zastosowanego źródła ciepła, może wymagać codziennej obsługi. Niemniej jednak jest to bufor ciepła którego nie widać a jest jednym z najwydajniejszych jakie możemy zamontować w domu.