ถังขยายเทียบกับถังบัฟเฟอร์กับถังเก็บความร้อน: ตอนที่ 2 - เหตุใดถังบัฟเฟอร์จึงมีความสำคัญในระบบปั๊มความร้อน

บทนำ: ปั๊มความร้อนจากอากาศสู่น้ำทุกตัวจำเป็นต้องมีถังบัฟเฟอร์หรือไม่?

เมื่อออกแบบระบบปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำ วิศวกรและผู้ติดตั้งมักพบองค์ประกอบสามประการ ได้แก่ ถังขยาย ถังบัฟเฟอร์ และถังเก็บความร้อน

แม้ว่าส่วนประกอบเหล่านี้มักติดตั้งในระบบทำความร้อนและทำความเย็นแบบไฮโดรนิก แต่ฟังก์ชันของส่วนประกอบเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างกัน

ในส่วนที่ 1 ของซีรีส์นี้ เราได้อธิบายว่าถังขยายสามารถรองรับการขยายตัวทางความร้อนของน้ำและช่วยรักษาแรงดันของระบบให้คงที่ได้อย่างไร

ในส่วนที่ 2 เราจะเน้นไปที่ถังบัฟเฟอร์หนึ่งในส่วนประกอบที่มีประโยชน์มากที่สุดแต่มักถูกเข้าใจผิดบ่อยครั้งในการติดตั้งปั๊มความร้อน

คำถามทั่วไปจากลูกค้าและผู้ติดตั้งคือ:

"ถังบัฟเฟอร์จำเป็นจริงๆ สำหรับปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำหรือไม่"

คำตอบขึ้นอยู่กับการออกแบบไฮดรอลิก ปริมาตรน้ำขั้นต่ำของระบบ ช่วงการปรับปั๊มความร้อน กลยุทธ์การควบคุม และสภาวะการทำงาน

ปั๊มความร้อนอินเวอร์เตอร์สมัยใหม่บางรุ่นสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ภายนอก เมื่อระบบมีปริมาณน้ำเพียงพอและการไหลเวียนที่มั่นคง

อย่างไรก็ตาม ในการติดตั้งจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีโซนทำความร้อนหลายโซน วาล์วเทอร์โมสแตติก ปริมาณน้ำต่ำ หรือสภาวะการละลายน้ำแข็งที่มีความต้องการสูง ถังบัฟเฟอร์ที่มีขนาดเหมาะสมสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบและความเสถียรในการทำงานได้อย่างมาก

เรามาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร

1. ถังบัฟเฟอร์ในระบบปั๊มความร้อนคืออะไร?

ถังบัฟเฟอร์เป็นภาชนะเก็บน้ำที่มีฉนวนซึ่งติดตั้งภายในระบบทำความร้อนหรือทำความเย็นแบบไฮโดรนิก เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำและบัฟเฟอร์ความร้อน

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อรักษาเสถียรภาพการทำงานของระบบโดยการลดความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว และหากจำเป็น ให้แยกไฮดรอลิกระหว่างปั๊มความร้อนและวงจรกระจาย

ต่างจากถังเก็บน้ำร้อนในครัวเรือน ปกติถังเก็บความร้อนจะมีน้ำทำความร้อนแบบวงปิดแบบเดียวกันที่ไหลเวียนผ่านปั๊มความร้อนและระบบทำความร้อน

ไม่จำเป็นต้องเก็บน้ำร้อนสำหรับดื่มได้

ถังบัฟเฟอร์สามารถทำหน้าที่สำคัญหลายประการ:

• เพิ่มปริมาณน้ำที่มีประสิทธิภาพของระบบทำความร้อน

• ลดการหมุนเวียนการสตาร์ท-หยุดคอมเพรสเซอร์มากเกินไป

• ให้พลังงานความร้อนในระหว่างรอบการละลายน้ำแข็งของปั๊มความร้อน

• รองรับการไหลเวียนที่มั่นคงและความต้องการการไหลขั้นต่ำ

• ให้การแยกไฮดรอลิกเมื่อเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง

• ปรับปรุงความสามารถในการควบคุมระบบด้วยโซนทำความร้อนหลายโซน

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกถังบัฟเฟอร์จะทำหน้าที่ทั้งหมดเหล่านี้อย่างเท่าเทียมกัน

ประสิทธิภาพที่แท้จริงขึ้นอยู่กับความจุของถัง การจัดการการเชื่อมต่อ อัตราการไหล ฉนวน และกลยุทธ์การควบคุม

ความแตกต่างนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบทางวิศวกรรมที่เหมาะสม

2. ฟังก์ชั่นที่หนึ่ง: ป้องกันการสตาร์ท-หยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์บ่อยครั้ง

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของถังบัฟเฟอร์คือการลดการหมุนเวียนของคอมเพรสเซอร์สั้นลง

2.1 การปั่นจักรยานระยะสั้นของปั๊มความร้อนคืออะไร?

การหมุนเวียนระยะสั้นเกิดขึ้นเมื่อปั๊มความร้อนสตาร์ทและหยุดซ้ำๆ หลังจากใช้งานในระยะเวลาอันสั้น

ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพปั๊มความร้อนที่ติดตั้งในระบบทำความร้อนที่อยู่อาศัยขนาดเล็ก

ระบบมีปริมาณน้ำหมุนเวียนจำกัด และความต้องการทำความร้อนของอาคารค่อนข้างต่ำ

เมื่อคอมเพรสเซอร์เริ่มทำงาน อุณหภูมิของน้ำจะถึงจุดที่ตั้งไว้อย่างรวดเร็ว

ปั๊มความร้อนจะหยุดทำงาน

หลังจากนั้นไม่นาน อุณหภูมิของน้ำลดลงต่ำกว่าเกณฑ์การรีสตาร์ท ทำให้คอมเพรสเซอร์สตาร์ทอีกครั้ง

กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำตลอดทั้งวัน

การปั่นจักรยานบ่อยๆ อาจทำให้:

• การสึกหรอของคอมเพรสเซอร์และส่วนประกอบไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

• ความเครียดทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นเพิ่มเติม

• ประสิทธิภาพการดำเนินงานลดลงภายใต้เงื่อนไขบางประการ

• อุณหภูมิน้ำประปาไม่เสถียร

• ความสะดวกสบายในร่มที่คาดเดาได้น้อยลง

• ข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น

ปั๊มความร้อนอินเวอร์เตอร์สมัยใหม่สามารถปรับความเร็วของคอมเพรสเซอร์เพื่อให้ตรงกับความต้องการในการทำความร้อน แต่ยังคงมีความสามารถในการทำความร้อนขั้นต่ำ

หากความต้องการทำความร้อนของอาคารต่ำกว่าความจุขั้นต่ำดังกล่าว การหมุนเวียนอาจยังคงเกิดขึ้นได้

2.2 ถังบัฟเฟอร์ลดการปั่นจักรยานระยะสั้นได้อย่างไร

ถังบัฟเฟอร์จะเพิ่มปริมาณน้ำที่มีอยู่เพื่อดูดซับพลังงานความร้อนส่วนเกิน

น้ำมีความจุความร้อนจำเพาะค่อนข้างสูง ซึ่งหมายความว่าน้ำสามารถดูดซับพลังงานความร้อนจำนวนมากโดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย

ความสัมพันธ์คือ:

Q = ม. × ค × ∆T

ที่ไหน:

• Q = พลังงานความร้อน (kJ)

• m = มวลน้ำ (กก.)

• c = ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ ประมาณ 4.186 kJ/(kg·K)

• ΔT = ความแตกต่างของอุณหภูมิ (°C หรือ K)

สำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ:

พลังงานความร้อนที่สะสมไว้ (kWh) µ ปริมาณน้ำ (L) × 1.163 × ΔT (°C) / 1,000

ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาถังบัฟเฟอร์ขนาด 200 ลิตรที่ทำงานโดยมีอุณหภูมิที่ต่างกัน 5°C

พลังงานความร้อนที่เก็บไว้:

200 × 1.163 × 5 / 1,000 =1.16 กิโลวัตต์ชั่วโมง

ความจุความร้อนเพิ่มเติมนี้จะทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำช้าลง

ส่งผลให้ปั๊มความร้อนสามารถทำงานได้นานขึ้นก่อนที่จะถึงอุณหภูมิปิดเครื่อง

การปรับปรุงที่แน่นอนขึ้นอยู่กับกำลังขับขั้นต่ำของปั๊มความร้อนและความต้องการทำความร้อนที่แท้จริงของอาคาร

2.3 ตัวอย่างเชิงปฏิบัติ

พิจารณาปั๊มความร้อนด้วย:

• กำลังทำความร้อนขั้นต่ำ: 5 kW

• ความต้องการทำความร้อนในอาคารปัจจุบัน: 2 kW

• กำลังทำความร้อนส่วนเกิน: 3 kW

• ส่วนต่างของอุณหภูมิน้ำที่ใช้งานได้: 5°C

หากไม่มีปริมาณน้ำในระบบที่เพียงพอ ปริมาณน้ำที่เกิน 3 kW จะทำให้อุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

หากระบบมีน้ำที่แอคทีฟอย่างมีประสิทธิภาพเพียง 50 ลิตร ระยะเวลาการให้ความร้อนตามทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 5°C จะอยู่ที่ประมาณ:

50 × 1.163 × 5 / (1,000 × 3) × 60

=5.8 นาที

หากปริมาณน้ำที่ใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็น 200 ลิตร:

200 × 1.163 × 5 / (1,000 × 3) × 60

=23.3 นาที

ตัวอย่างง่ายๆ นี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นจึงสามารถลดความถี่ในการปั่นจักรยานได้

รันไทม์จริงจะขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ฮิสเทรีซิสควบคุม การผสมน้ำ การทำงานของปั๊ม และการเปลี่ยนแปลงภาระการทำความร้อน

2.4 ถังบัฟเฟอร์ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าเสมอหรือไม่?

ไม่จำเป็น.

ถังบัฟเฟอร์ที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถลดการหมุนเวียนที่ไม่มีประสิทธิภาพและปรับปรุงเสถียรภาพในการปฏิบัติงานได้

อย่างไรก็ตาม ถังขนาดใหญ่หรือมีฉนวนไม่ดีอาจทำให้สูญเสียความร้อนขณะสแตนด์บายเพิ่มเติมได้

โครงสร้างแบบสี่ท่ออาจทำให้เกิดการผสมน้ำที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งอาจเพิ่มอุณหภูมิการจ่ายที่ต้องการของปั๊มความร้อน

ดังนั้นวัตถุประสงค์ไม่ควรเป็นการติดตั้งถังบัฟเฟอร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

วัตถุประสงค์ที่ถูกต้องคือเพื่อให้มีปริมาณน้ำเพียงพอและมีเสถียรภาพทางไฮดรอลิกโดยไม่เกิดการสูญเสียความร้อนโดยไม่จำเป็น

3. ฟังก์ชั่นที่สอง: รองรับการทำงานของการละลายน้ำแข็งด้วยปั๊มความร้อน

การละลายน้ำแข็งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศที่ทำงานในสภาพอากาศเย็นและชื้น

3.1 เหตุใดปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจึงจำเป็นต้องละลายน้ำแข็ง

ระหว่างการทำความร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกจะดูดซับพลังงานจากอากาศโดยรอบ

อุณหภูมิพื้นผิวอาจลดลงต่ำกว่า 0°C แม้ว่าอุณหภูมิอากาศภายนอกจะสูงกว่าจุดเยือกแข็งก็ตาม

เมื่อมีความชื้นเพียงพอ น้ำค้างแข็งจะสะสมบนตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอก

ฟรอสต์จำกัดการไหลเวียนของอากาศและลดการถ่ายเทความร้อน

เพื่อคืนประสิทธิภาพ ปั๊มความร้อนจะเริ่มวงจรการละลายน้ำแข็งเป็นระยะ

ปั๊มความร้อนจากอากาศสู่น้ำแบบพลิกกลับได้หลายตัวใช้การละลายน้ำแข็งแบบย้อนกลับ

ในระหว่างกระบวนการนี้ วงจรทำความเย็นจะย้อนกลับชั่วคราว โดยส่งความร้อนไปยังคอยล์ภายนอกเพื่อละลายน้ำค้างแข็งที่สะสมอยู่

พลังงานที่จำเป็นสำหรับการละลายน้ำแข็งส่วนหนึ่งมาจากวงจรน้ำ และอาจเสริมด้วยเครื่องทำความร้อนเสริม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์

3.2 จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อปริมาณน้ำในระบบน้อยเกินไป?

หากวงจรน้ำมีพลังงานความร้อนไม่เพียงพอ อุณหภูมิของน้ำอาจลดลงอย่างรวดเร็วระหว่างการละลายน้ำแข็ง

ผลที่ตามมาที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่:

• รอบการละลายน้ำแข็งนานขึ้นหรือถูกขัดจังหวะ

• การลดอุณหภูมิของน้ำมากเกินไป

• การลดลงชั่วคราวของเอาท์พุตการทำความร้อนภายในอาคาร

• สัญญาณเตือนการป้องกันอุณหภูมิน้ำต่ำ

• เพิ่มการพึ่งพาเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าสำรอง

ในกรณีที่รุนแรง ปริมาณน้ำหรือการไหลของน้ำไม่เพียงพออาจทำให้เครื่องไม่สามารถดำเนินการลำดับการละลายน้ำแข็งได้อย่างน่าเชื่อถือ

3.3 ถังบัฟเฟอร์ช่วยได้อย่างไร?

ถังบัฟเฟอร์ช่วยสำรองพลังงานความร้อนเพิ่มเติม

ในระหว่างการละลายน้ำแข็ง พลังงานที่เก็บไว้นี้สามารถช่วยรักษาอุณหภูมิของน้ำให้เพียงพอ ในขณะที่ปั๊มความร้อนจะขจัดน้ำค้างแข็งออกจากคอยล์ภายนอก

ตัวอย่างเช่น น้ำหล่อเย็นที่มีปริมาตร 150 ลิตรตั้งแต่ 35°C ถึง 30°C จะปล่อยออกมาโดยประมาณ:

150 × 1.163 × 5 / 1,000

=0.87 กิโลวัตต์ชั่วโมง

พลังงานที่เก็บไว้นี้สามารถช่วยสนับสนุนกระบวนการละลายน้ำแข็งได้

อย่างไรก็ตาม ปริมาตรที่ต้องการขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานในการละลายน้ำแข็งของผู้ผลิต อุณหภูมิน้ำขั้นต่ำ และการออกแบบระบบ

ถังบัฟเฟอร์ไม่รับประกันการละลายน้ำแข็งเร็วขึ้นโดยอัตโนมัติ

โดยให้การสนับสนุนด้านความร้อนที่สามารถช่วยรักษาการทำงานที่มั่นคงเมื่อมีขนาดที่ถูกต้องและเชื่อมต่อด้วยระบบไฮดรอลิก

3.4 เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญในสภาพอากาศหนาวเย็น?

ข้อกำหนดในการละลายน้ำแข็งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงที่มีความชื้นใกล้ถึงจุดเยือกแข็ง

ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิภายนอกประมาณ -3°C ถึง +5°C อาจสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดน้ำค้างแข็ง ขึ้นอยู่กับความชื้น การไหลเวียนของอากาศ และอุณหภูมิของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ในสภาวะเหล่านี้ ปริมาณน้ำในระบบไม่เพียงพออาจทำให้อุณหภูมิภายในอาคารผันผวนอย่างเห็นได้ชัด

ถังบัฟเฟอร์ที่ออกแบบอย่างถูกต้องสามารถช่วยลดความผันผวนเหล่านี้และสนับสนุนประสิทธิภาพการทำความร้อนที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น

คำแนะนำทางวิศวกรรม:ตรวจสอบปริมาตรน้ำของระบบขั้นต่ำของผู้ผลิตปั๊มความร้อนและข้อกำหนดการละลายน้ำแข็งทุกครั้ง ก่อนที่จะตัดสินใจว่าจำเป็นต้องใช้ถังบัฟเฟอร์หรือไม่

4. ฟังก์ชั่นที่สาม: รักษาการไหลของน้ำให้คงที่และให้การแยกไฮดรอลิก

ปั๊มความร้อนต้องมีอัตราการไหลของน้ำที่เพียงพอเพื่อถ่ายเทพลังงานความร้อนหรือความเย็นได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

การไหลของน้ำไม่เพียงพอสามารถกระตุ้น:

• การป้องกันแรงดันสูงระหว่างการให้ความร้อน

• สัญญาณเตือนอุณหภูมิต่ำหรือป้องกันการแช่แข็งระหว่างการทำความเย็น

• ความแตกต่างของอุณหภูมิเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมากเกินไป

• สัญญาณเตือนสวิตช์การไหล

• การทำงานของคอมเพรสเซอร์ไม่เสถียร

4.1 เหตุใดการไหลของน้ำจึงไม่เสถียร?

ลองใช้ระบบทำความร้อนใต้พื้นในที่พักอาศัยที่มีหลายห้อง

แต่ละห้องมีเทอร์โมสตัทควบคุมวงจรทำความร้อน

เมื่ออุณหภูมิห้องถึงจุดที่ตั้งไว้ แอคชูเอเตอร์แบบเทอร์โมสแตติกจะเริ่มปิด

เมื่อวงจรปิดมากขึ้น เส้นทางการไหลที่มีอยู่ผ่านระบบกระจายความร้อนก็จะเล็กลง

หากปั๊มความร้อนเชื่อมต่อโดยตรงกับวงจรเหล่านี้ อัตราการไหลผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอาจต่ำกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำของผู้ผลิต

นี่เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปั๊มความร้อนต้องการอัตราการไหลขั้นต่ำที่ค่อนข้างสูง

4.2 ถังบัฟเฟอร์แก้ปัญหานี้ได้อย่างไร?

สามารถกำหนดค่าถังบัฟเฟอร์เป็นตัวแยกไฮดรอลิกได้

ในการจัดเรียงท่อสี่ท่อโดยทั่วไป ระบบจะมีวงจรหมุนเวียนสองวงจรแยกกัน

วงจรหลัก:

ปั๊มความร้อน → ถังบัฟเฟอร์ → ปั๊มความร้อน

วงจรรอง:

ถังบัฟเฟอร์ → ระบบกระจายความร้อน → ถังบัฟเฟอร์

ปั๊มหมุนเวียนหลักจะรักษาการไหลของน้ำที่ต้องการผ่านปั๊มความร้อน

ปั๊มหมุนเวียนรองจ่ายวงจรทำความร้อนใต้พื้นหรือหม้อน้ำตามความต้องการ

เมื่อโซนทำความร้อนปิด การไหลทุติยภูมิสามารถลดลงได้โดยไม่จำเป็นต้องลดการไหลปฐมภูมิผ่านปั๊มความร้อน

ซึ่งช่วยรักษาการทำงานของปั๊มความร้อนที่เชื่อถือได้

4.3 การเชื่อมต่อถังบัฟเฟอร์แบบสองท่อกับสี่ท่อ

การติดตั้งถังบัฟเฟอร์บางประเภทไม่สามารถแยกไฮดรอลิกได้

ชุดบัฟเฟอร์แบบสองท่ออาจเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพเมื่อจำเป็นต้องมีปริมาณน้ำเพิ่มเติม แต่ระบบมีการไหลเวียนที่มั่นคงอยู่แล้ว

บัฟเฟอร์สี่ท่อมักจะเหมาะสำหรับระบบที่มีปั๊มหมุนเวียนหลายตัวหรือโซนทำความร้อนที่ควบคุมโดยอิสระ

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างแบบสี่ท่ออาจทำให้เกิดการผสมระหว่างน้ำจ่ายและน้ำไหลกลับ

หากอัตราการไหลหลักและรองไม่ตรงกัน อุณหภูมิที่จ่ายให้กับวงจรทำความร้อนอาจแตกต่างจากอุณหภูมิทางออกของปั๊มความร้อน

ดังนั้นจึงต้องออกแบบการแยกไฮดรอลิกอย่างระมัดระวัง

สำคัญ:ถังบัฟเฟอร์ไม่ใช่เครื่องแยกอากาศโดยอัตโนมัติ การขจัดอากาศที่เชื่อถือได้จำเป็นต้องมีช่องระบายอากาศ ตัวแยกอากาศ การจัดวางท่อ และขั้นตอนการทดสอบเดินเครื่องที่เหมาะสม

5. ฟังก์ชั่นที่สี่: รองรับความสะอาดและบำรุงรักษาระบบ

ประโยชน์อีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับถังบัฟเฟอร์คือความสามารถในการระบุตำแหน่งที่อนุภาคแขวนลอยอาจตกตะกอน

อย่างไรก็ตาม จะต้องเข้าใจฟังก์ชันนี้อย่างถูกต้อง

5.1 สิ่งเจือปนมาจากไหน?

ระบบไฮโดรนิกอาจมีสารปนเปื้อนเช่น:

• เศษการติดตั้ง

• อนุภาคโลหะ

• ผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

• แมกนีไทต์จากส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก

• เศษเหลือจากการตัดท่อ

• เงินฝากแร่

• ตะกอนเกิดขึ้นระหว่างการทำงานระยะยาว

สารปนเปื้อนเหล่านี้สามารถสะสมในปั๊มหมุนเวียน วาล์ว ตัวกรอง และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

สำหรับปั๊มความร้อน การปนเปื้อนเป็นเรื่องที่น่ากังวลเป็นพิเศษ เนื่องจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นมักจะมีช่องทางการไหลที่ค่อนข้างแคบ

5.2 ถังบัฟเฟอร์สามารถกำจัดตะกอนได้หรือไม่

ในบางรูปแบบ ถังบัฟเฟอร์ที่มีความเร็วน้ำภายในต่ำและการจัดเรียงท่อระบายน้ำที่เหมาะสมอาจทำให้อนุภาคที่หนักกว่าเกาะตัวได้

อย่างไรก็ตาม ถังบัฟเฟอร์มาตรฐานไม่สามารถทดแทนเครื่องแยกสิ่งสกปรกหรือตัวกรองแม่เหล็กโดยเฉพาะได้

ประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนขึ้นอยู่กับรูปแบบการไหลภายใน รูปทรงของถัง คุณลักษณะของอนุภาค และขั้นตอนการบำรุงรักษา

เพื่อการปกป้องระบบที่เชื่อถือได้ ผู้ติดตั้งควรคำนึงถึง:

• ตัวกรอง Y ตามที่ระบุไว้

• เครื่องแยกสิ่งสกปรกแบบแม่เหล็กสำหรับการปนเปื้อนของเหล็ก

• การล้างระบบที่เหมาะสมก่อนการทดสอบเดินเครื่อง

• การบำบัดน้ำให้เหมาะสมกับคุณภาพน้ำในท้องถิ่น

• การตรวจสอบและทำความสะอาดเป็นประจำ

ถังบัฟเฟอร์ควรถือเป็นองค์ประกอบหนึ่งของระบบไฮดรอลิกที่สมบูรณ์ แทนที่จะเป็นวิธีแก้ปัญหาสากลสำหรับการปนเปื้อนของน้ำ

6. วิธีการคำนวณขนาดถังบัฟเฟอร์ที่ถูกต้อง

หนึ่งในคำถามทางวิศวกรรมที่พบบ่อยที่สุดคือ:

"ถังบัฟเฟอร์ปั๊มความร้อนควรมีกี่ลิตร"

ไม่มีคำตอบที่เป็นสากล

ความจุที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายตัว:

1. ความจุความร้อนขั้นต่ำของปั๊มความร้อน

2. เวลาการทำงานของคอมเพรสเซอร์ขั้นต่ำที่ยอมรับได้

3. ปริมาณความร้อนขั้นต่ำของอาคารระหว่างการทำงาน

4. ส่วนต่างอุณหภูมิที่ใช้งานได้

5. ปริมาณน้ำของระบบที่ใช้งานอยู่

6. ข้อกำหนดปริมาณน้ำขั้นต่ำของผู้ผลิต

7. ความต้องการพลังงานในการละลายน้ำแข็ง

8. การจัดการเชื่อมต่อแบบไฮดรอลิก

6.1 สูตรการกำหนดขนาดถังบัฟเฟอร์พื้นฐาน

สำหรับการคำนวณการปั่นจักรยานระยะสั้นแบบง่าย:

V = (Pนาที - โหลด) × t × 860 / ΔT

ที่ไหน:

• V = ปริมาณน้ำที่มีประสิทธิภาพที่ต้องการ (ลิตร)

• Pmin = เอาต์พุตความร้อนจากปั๊มความร้อนขั้นต่ำ (kW)

• กำลังไฟฟ้า = ความต้องการความร้อนของอาคารในระหว่างสภาวะการทำงาน (kW)

• t = ระยะเวลารันไทม์ขั้นต่ำของคอมเพรสเซอร์ที่ต้องการ (ชั่วโมง)

• ΔT = ส่วนต่างของอุณหภูมิน้ำที่ใช้งานได้ (°C)

สูตรนี้ถือว่าน้ำเป็นของไหลหมุนเวียนและละเลยผลกระทบด้านความร้อนเพิ่มเติม

6.2 ตัวอย่าง: การกำหนดขนาดถังบัฟเฟอร์สำหรับปั๊มความร้อนขนาด 12 kW

สมมติว่าปั๊มความร้อนจากอากาศสู่น้ำแบบอินเวอร์เตอร์มีสภาวะการทำงานดังต่อไปนี้:

การคำนวณ:

วี = 2.5 × 0.25 × 860/5

วี อยู่ที่ 108 ลิตร

ดังนั้นระบบจึงต้องการปริมาณน้ำที่ใช้งานอย่างมีประสิทธิผลประมาณ 108 ลิตรสำหรับสภาวะการทำงานที่เรียบง่ายนี้

หากระบบที่มีอยู่มีน้ำหมุนเวียนที่เชื่อถือได้อยู่แล้ว 50 ลิตร:

ปริมาณที่ต้องการเพิ่มเติม data 108 − 50

=58 ลิตร

จากนั้นจึงสามารถเลือกถังบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมที่มีจำหน่ายในท้องตลาดได้หลังจากตรวจสอบข้อกำหนดของผู้ผลิตและการออกแบบระบบไฮดรอลิกจริงแล้ว

ตัวอย่างนี้เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำเรื่องขนาดสากล

6.3 เหตุใดใหญ่กว่าจึงไม่ดีกว่าเสมอไป

ถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่สามารถเพิ่ม:

• ค่าอุปกรณ์เบื้องต้น.

• ข้อกำหนดพื้นที่การติดตั้ง

• การสูญเสียความร้อนขณะสแตนด์บาย

• การสูบพลังงานในบางรูปแบบ

• เวลาอุ่นเครื่องของระบบ

• ควบคุมความซับซ้อน

รถถังในอุดมคติไม่จำเป็นต้องเป็นรถถังที่ใหญ่ที่สุดเสมอไป

เป็นแท็งก์ที่ตรงตามปริมาณน้ำขั้นต่ำของระบบ ความเสถียรในการทำงาน และข้อกำหนดด้านไฮดรอลิก โดยมีต้นทุนและการใช้พลังงานที่สมเหตุสมผล

7. ควรติดตั้งถังบัฟเฟอร์ที่ไหน?

การติดตั้งถังบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้

การติดตั้งซีรีส์ 7.1 บนเส้นทางส่งคืน

สำหรับระบบที่ต้องการปริมาณน้ำเพิ่มเติมโดยไม่ต้องแยกไฮดรอลิก อาจติดตั้งถังบัฟเฟอร์แบบอนุกรมบนท่อส่งคืน

การจัดเรียงทั่วไป:

วงจรทำความร้อน → ถังบัฟเฟอร์ → ปั๊มความร้อน → วงจรทำความร้อน

ข้อดีที่เป็นไปได้ ได้แก่ :

• ปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้น

• การออกแบบไฮดรอลิกที่ค่อนข้างง่าย

• ลดความเสี่ยงของการเจือจางอุณหภูมิอุปทานเมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงแบบสี่ท่อ

• ความเข้ากันได้กับระบบปั๊มเดี่ยวที่รักษาอัตราการไหลที่เพียงพอ

อย่างไรก็ตาม ถังบัฟเฟอร์แบบซีรีส์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ปัญหาที่เกิดจากการปิดโซนทำความร้อนทั้งหมดได้

ระบบจะต้องรักษาอัตราการไหลขั้นต่ำที่ผู้ผลิตต้องการ

7.2 การติดตั้งถังบัฟเฟอร์สี่ท่อ

ถังบัฟเฟอร์สี่ท่อมักใช้เมื่อวงจรหลักและวงจรทุติยภูมิต้องการการหมุนเวียนที่เป็นอิสระ

การจัดเรียงทั่วไป:

วงจรหลัก:ปั๊มความร้อน ↔ ถังบัฟเฟอร์

วงจรรอง:ถังบัฟเฟอร์ ↔ การกระจายความร้อน

การกำหนดค่านี้จะมีประโยชน์สำหรับ:

• เครื่องทำความร้อนใต้พื้นแบบหลายโซน

• ระบบที่รวมหม้อน้ำและระบบทำความร้อนใต้พื้น

• การติดตั้งด้วยปั๊มหมุนเวียนหลายตัว

• ระบบที่ต้องการการแยกไฮดรอลิก

อย่างไรก็ตาม จะต้องพิจารณาการสูญเสียการผสมเพิ่มเติมและปฏิกิริยาการควบคุม

7.3 ควรติดตั้งถังบัฟเฟอร์ที่ด้านจ่ายหรือส่งคืนหรือไม่

ไม่มีตำแหน่งการติดตั้งเดียวที่เหมาะกับระบบปั๊มความร้อนทุกระบบ

การจัดเรียงที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับ:

• แผนผังไฮดรอลิกของผู้ผลิต

• ความต้องการพลังงานในการละลายน้ำแข็ง

• ตำแหน่งเซ็นเซอร์

• การกำหนดค่าปั๊ม

• โหมดการทำงานของเครื่องทำความร้อนและความเย็น

• จำเป็นต้องมีการแยกไฮดรอลิก

จัดลำดับความสำคัญของแผนผังการติดตั้งที่ได้รับอนุมัติจากผู้ผลิตอุปกรณ์เสมอ

8. ข้อผิดพลาดทั่วไปในการติดตั้งถังบัฟเฟอร์

แม้แต่ถังบัฟเฟอร์ที่มีขนาดถูกต้องก็สามารถทำงานได้ไม่ดีหากติดตั้งไม่ถูกต้อง

ข้อผิดพลาดที่ 1: การเลือกถังตามความจุของปั๊มความร้อนที่กำหนดเท่านั้น

วิธีลัดทั่วไปคือเลือกความจุความร้อนที่กำหนดเป็นจำนวนลิตรต่อกิโลวัตต์คงที่

แม้ว่ากฎดังกล่าวสามารถให้การประมาณเบื้องต้นได้ แต่ก็ไม่ได้คำนึงถึงการปรับอินเวอร์เตอร์ ปริมาณน้ำที่มีอยู่ หรือข้อกำหนดรันไทม์ขั้นต่ำ

แนวทางที่ดีกว่า:ใช้ข้อกำหนดของผู้ผลิตและสภาพการทำงานจริง

ข้อผิดพลาดที่ 2: สมมติว่าถังบัฟเฟอร์ทุกถังมีการแยกไฮดรอลิก

ถังบัฟเฟอร์แบบสองท่อที่ติดตั้งเป็นอนุกรมจะเพิ่มปริมาณน้ำ แต่ไม่ได้ควบคุมอัตราการไหลหลักและรองอย่างอิสระ

แนวทางที่ดีกว่า:เลือกการกำหนดค่าไฮดรอลิกตามข้อกำหนดการหมุนเวียนจริง

ข้อผิดพลาด 3: ละเว้นฉนวนถัง

ฉนวนที่ไม่ดีอาจทำให้สูญเสียความร้อนขณะสแตนด์บายเพิ่มขึ้นในระหว่างการทำความร้อน และทำให้เกิดความร้อนหรือการควบแน่นที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างการทำงานทำความเย็น

แนวทางที่ดีกว่า:เลือกฉนวนที่เหมาะสมกับทั้งสภาวะความร้อนและความเย็น รวมถึงการปิดผนึกด้วยไออย่างเหมาะสมตามความจำเป็น

ข้อผิดพลาด 4: การวางตำแหน่งเซ็นเซอร์อุณหภูมิไม่ถูกต้อง

หากเซ็นเซอร์อุณหภูมิไม่ได้แสดงถึงอุณหภูมิของน้ำที่ควบคุมตามที่ต้องการ ปั๊มความร้อนอาจสตาร์ทหรือหยุดในเวลาที่ไม่เหมาะสม

แนวทางที่ดีกว่า:ปฏิบัติตามคำแนะนำในการวางตำแหน่งเซ็นเซอร์และการควบคุมของผู้ผลิต

ข้อผิดพลาด 5: การเพิ่มขนาดรถถังโดยไม่พิจารณากลยุทธ์การควบคุม

รถถังที่ใหญ่กว่าไม่ได้มีประสิทธิภาพมากกว่าเสมอไป

อาจเพิ่มการสูญเสียความร้อนและลดการตอบสนองของระบบ

แนวทางที่ดีกว่า:ปรับสมดุลปริมาณน้ำ ระยะเวลาการทำงานขั้นต่ำ ฮิสเทรีซิสควบคุม และการสูญเสียความร้อนของระบบ

ข้อผิดพลาด 6: ละเลยการกำจัดอากาศและการบำบัดน้ำ

การสะสมของอากาศและการปนเปื้อนของตะกอนสามารถลดประสิทธิภาพการไหลเวียนและทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติ

แนวทางที่ดีกว่า:จัดให้มีการแยกอากาศ การกรองสิ่งสกปรก การล้างระบบ และการเข้าถึงการบำรุงรักษาที่เหมาะสม

9. ถังบัฟเฟอร์ กับ ถังขยาย กับ ถังเก็บความร้อน

ส่วนประกอบทั้งสามนี้มักสับสนเนื่องจากทั้งหมดเกี่ยวข้องกับระบบทำความร้อนแบบน้ำ

อย่างไรก็ตาม มีวัตถุประสงค์ด้านวิศวกรรมที่แตกต่างกัน

ถังขยาย: การจัดการแรงดัน

ถังขยายรองรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรน้ำที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

บทบาทหลักคือการควบคุมแรงดัน

ไม่ได้จัดให้มีการกักเก็บความร้อนที่สำคัญสำหรับการหมุนเวียนของคอมเพรสเซอร์

ถังบัฟเฟอร์: เสถียรภาพในการทำงาน

ถังบัฟเฟอร์จะเพิ่มปริมาตรน้ำ และจัดให้มีการแยกไฮดรอลิกในการกำหนดค่าที่เหมาะสม

บทบาทหลักคือการทำงานของระบบที่มีเสถียรภาพ

ถังเก็บความร้อน: การจัดการพลังงาน

ถังเก็บความร้อนได้รับการออกแบบเพื่อเก็บพลังงานความร้อนเพียงพอสำหรับใช้ในภายหลัง

เช่น ถังฉนวนขนาดใหญ่อาจถูกเรียกเก็บเงินในช่วงที่ราคาไฟฟ้าลดลงหรือมีการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์สูง

ความร้อนที่สะสมไว้สามารถนำไปใช้ได้เมื่อค่าไฟฟ้าสูงขึ้นหรือเมื่อปั๊มความร้อนไม่ทำงาน

แม้ว่าถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่เพียงพออาจช่วยกักเก็บความร้อนได้ แต่วัตถุประสงค์ในการกำหนดขนาดและกลยุทธ์การดำเนินงานก็แตกต่างกัน

ความแตกต่างนั้นขึ้นอยู่กับฟังก์ชันทางวิศวกรรม ไม่ใช่เพียงชื่อที่พิมพ์บนตัวถังเท่านั้น

10. ระบบปั๊มความร้อนทุกระบบจำเป็นต้องมีถังบัฟเฟอร์หรือไม่?

ไม่จำเป็น.

ถังบัฟเฟอร์อาจไม่จำเป็นเมื่อ:

• ปั๊มความร้อนมีความสามารถในการมอดูเลตเพียงพอ

• ปริมาณน้ำที่มีอยู่เป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ผลิต

• อัตราการไหลขั้นต่ำจะคงอยู่ภายใต้สภาวะการทำงานทั้งหมด

• โซนทำความร้อนไม่สร้างการไหลเวียนที่ไม่เสถียร

• สามารถตอบสนองข้อกำหนดการละลายน้ำแข็งได้โดยไม่ต้องเก็บความร้อนเพิ่มเติม

• ผู้ผลิตอนุญาตการเชื่อมต่อโดยตรงอย่างชัดเจน

ถังบัฟเฟอร์จะมีค่ามากขึ้นเมื่อ:

• ระบบทำความร้อนมีปริมาณน้ำที่ใช้งานจำกัด

• การหมุนเวียนของคอมเพรสเซอร์เกิดขึ้นบ่อยครั้ง

• โซนทำความร้อนหลายโซนเป