เมื่อออกแบบระบบปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำ การตัดสินใจที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือวิธีการเชื่อมต่อปั๊มความร้อนแบบไฮดรอลิกกับส่วนรับความร้อนและความเย็นของอาคาร

สำหรับการติดตั้งที่ค่อนข้างง่าย ระบบไฮดรอลิกแบบปฐมภูมิหรือแบบตรงอาจเพียงพอ อย่างไรก็ตาม เมื่อโครงการมีหน่วยปลายทางหลายประเภท เช่น ระบบทำความร้อนใต้พื้น หม้อน้ำ และชุดพัดลมขด อาจทำให้ข้อกำหนดด้านไฮดรอลิกซับซ้อนมากขึ้นนี่คือที่ที่ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิ ซึ่งโดยทั่วไปใช้ถังบัฟเฟอร์และปั๊มหมุนเวียนสองตัว จะมีประโยชน์อย่างยิ่งแต่การติดตั้งปั๊มความร้อนทุกครั้งจำเป็นต้องมีระบบทุติยภูมิหรือไม่

ไม่จำเป็นเสมอไประบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิให้ความเสถียรของไฮดรอลิกที่ดีขึ้น ความยืดหยุ่นที่มากขึ้น และสภาวะการทำงานของปั๊มความร้อนที่ดีขึ้น ในขณะเดียวกันก็เพิ่มต้นทุนระบบ การใช้พลังงานปั๊ม ความซับซ้อนในการติดตั้ง และอาจมีการสูญเสียความร้อนการทำความเข้าใจการแลกเปลี่ยนเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบระบบปั๊มความร้อนแบบอากาศที่มีประสิทธิภาพ

1. ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิคืออะไร?

ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิทั่วไปจะแบ่งวงจรน้ำออกเป็นสองวงจรไฮดรอลิก

วงจรแรกคือวงจรปฐมภูมิของปั๊มความร้อน:

ปั๊มความร้อน → ถังบัฟเฟอร์ → ปั๊มความร้อน

วงจรที่สองคือวงจรโหลดอาคาร:

ถังบัฟเฟอร์ → ปั๊มหมุนเวียน → หน่วยรับความร้อน/ความเย็น → ถังบัฟเฟอร์

ดังนั้นถังบัฟเฟอร์จึงทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อร่วมระหว่างแหล่งความร้อนและโหลดอาคารซึ่งแตกต่างจากระบบแบบตรง ปั๊มหมุนเวียนของปั๊มความร้อนไม่จำเป็นต้องจ่ายอัตราการไหลของน้ำทั้งหมดที่ระบบกระจายอาคารต้องการหม้อน้ำ

2. เหตุใดระบบปั๊มความร้อนจึงต้องการการแยกไฮดรอลิก?

ปั๊มความร้อนและหน่วยปลายทางของอาคารไม่จำเป็นต้องใช้อัตราการไหลของน้ำเท่ากันเสมอไปพิจารณาอาคารที่ติดตั้ง:หม้อน้ำ

ชุดพัดลมขด

ระบบทำความร้อนใต้พื้น

หน่วยปลายทางแต่ละหน่วยอาจทำงานด้วยอุณหภูมิน้ำที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของอุณหภูมิ (ΔT) อัตราการไหล วาล์วควบคุม และตารางการทำงาน

ตัวอย่างเช่น สภาวะการออกแบบทั่วไปอาจมีลักษณะดังนี้:

หน่วยปลายทาง

อุณหภูมิน้ำจ่ายทั่วไป

ΔT ทั่วไป

• หม้อน้ำ

• 45–60°C หรือสูงกว่าขึ้นอยู่กับการออกแบบ

• อัตราการไหลที่ปั๊มความร้อนต้องการอาจไม่เท่ากับอัตราการไหลที่ระบบปลายทางต้องการ

ระบบทำความร้อนใต้พื้น

30–45°C

ลองนึกภาพบ้านที่มีโซนทำความร้อนแปดโซน

เมื่อโซนทั้งแปดเปิดอยู่ อัตราการไหลของน้ำอาจเพียงพอ

แต่เมื่อหกโซนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้และปิดวาล์ว จะเหลือเพียงสองโซนที่ทำงานอยู่

ความต้านทานของระบบเปลี่ยนแปลงอย่างมาก และอัตราการไหลผ่านปั๊มความร้อนอาจต่ำกว่าช่วงการทำงานที่แนะนำ

สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น:

การแจ้งเตือนอัตราการไหลของน้ำไม่เพียงพอ

ความแตกต่างของอุณหภูมิจ่าย/กลับที่มากเกินไป

แรงดันควบแน่นสูง

กำลังทำความร้อนลดลง

การทำงานของคอมเพรสเซอร์ที่ไม่เสถียร

การทำงานเป็นรอบบ่อยครั้ง

ระบบทุติยภูมิช่วยลดปฏิสัมพันธ์นี้เนื่องจากปั๊มความร้อนมีวงจรหมุนเวียนเฉพาะของตัวเอง

ข้อคิดทางวิศวกรรม

• ปั๊มความร้อนพบกับสภาพแวดล้อมไฮดรอลิกที่คาดการณ์ได้มากขึ้น แม้ว่าอัตราการไหลฝั่งอาคารจะเปลี่ยนแปลงไป

• สำหรับปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์ สิ่งนี้มีค่าอย่างยิ่งเนื่องจากสภาวะน้ำที่เสถียรช่วยให้กลยุทธ์การปรับกำลังของคอมเพรสเซอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

• 4. ข้อดี #2: ความเข้ากันได้ที่ดีขึ้นกับหน่วยปลายทางหลายประเภท

• ระบบทำความร้อนแบบไฮดรอลิกสมัยใหม่อาจมีหน่วยปลายทางหลายประเภท

• ตัวอย่างเช่น:

• ปั๊มความร้อน → ถังบัฟเฟอร์ → หม้อน้ำ + ชุดพัดลมขด + ระบบทำความร้อนใต้พื้น

หน่วยปลายทางเหล่านี้แทบไม่ต้องการอัตราการไหลและอุณหภูมิน้ำที่เหมือนกันทุกประการ

ระบบทำความร้อนใต้พื้นมักทำงานที่อุณหภูมิน้ำค่อนข้างต่ำ ในขณะที่หม้อน้ำแบบดั้งเดิมอาจต้องการอุณหภูมิที่สูงกว่าอย่างมาก ชุดพัดลมขดอาจทำงานทั้งในโหมดทำความร้อนและความเย็น และมักใช้ ΔT ด้านน้ำที่ค่อนข้างเล็ก

ระบบทุติยภูมิช่วยให้สร้างสาขาการกระจายที่แยกจากกันได้ง่ายขึ้นโดยใช้:

ปั๊มหมุนเวียนอิสระ

วาล์วผสม

วาล์วโซน

ท่อร่วม

การควบคุมอุณหภูมิ

การควบคุมแรงดันส่วนต่าง

สิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบที่มากขึ้นอย่างมาก

5. ข้อดี #3: ถังบัฟเฟอร์ให้ความเฉื่อยทางความร้อน

• หนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบปั๊มความร้อนแบบทุติยภูมิหลายระบบคือถังบัฟเฟอร์

• ผนังถังบัฟเฟอร์

• อาจมีประโยชน์เมื่อ:

• พลังงานความร้อนที่กักเก็บไว้สามารถประมาณได้โดย:

• Q = m × Cp × ΔT

• โดยที่:

Q

= พลังงานความร้อนที่กักเก็บไว้

m= มวลของน้ำวาล์วโซน

= ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ

ΔT

= ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใช้งานได้

สำหรับการคำนวณ HVAC เชิงปฏิบัติ:

น้ำ 1 ลิตร กักเก็บพลังงานประมาณ 1.16 Wh สำหรับทุกๆ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 1°C

• ดังนั้น ถังบัฟเฟอร์ขนาด 200 ลิตร ที่ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานได้ 5 K จะกักเก็บพลังงานประมาณ:200 × 1.16 × 5 ≈ 1.16 kWh

• นี่ไม่ได้หมายความว่าถังบัฟเฟอร์เป็นแหล่งพลังงานมันเพียงแค่กักเก็บพลังงานไว้ชั่วคราวและปล่อยออกมาในภายหลัง

• ความแตกต่างนั้นสำคัญ6. ข้อดี #4: ลดการทำงานเป็นรอบสั้นๆ ของปั๊มความร้อน

• การทำงานเป็นรอบสั้นๆ เกิดขึ้นเมื่อปั๊มความร้อนเริ่มทำงาน ถึงเป้าหมายอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว หยุด และเริ่มทำงานอีกครั้งในไม่ช้าสิ่งนี้มักเกิดขึ้นเมื่อ:

กำลังขับขั้นต่ำของปั๊มความร้อน > ความต้องการความร้อนของอาคารปัจจุบัน

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์สามารถปรับกำลังลงได้ถึง 5 kW แต่ปัจจุบันอาคารต้องการเพียง 2 kW

หากไม่มีปริมาณน้ำในระบบเพียงพอ อุณหภูมิน้ำจ่ายอาจสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

ตัวควบคุมถึงอุณหภูมิเป้าหมายและหยุดคอมเพรสเซอร์

อาคารยังคงดึงความร้อน อุณหภูมิน้ำลดลง และคอมเพรสเซอร์เริ่มทำงานอีกครั้ง

ผลลัพธ์อาจเป็น:

เริ่ม → หยุด → เริ่ม → หยุด → เริ่ม

การทำงานเป็นรอบซ้ำๆ ของคอมเพรสเซอร์สามารถ:

ลดประสิทธิภาพตามฤดูกาล

เพิ่มการใช้ไฟฟ้า

เพิ่มการสตาร์ทคอมเพรสเซอร์

เพิ่มการสึกหรอของส่วนประกอบ

ทำให้อุณหภูมิภายในอาคารไม่เสถียร

ปริมาณน้ำเพิ่มเติมจากถังบัฟเฟอร์ที่ปรับขนาดอย่างเหมาะสมจะชะลอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิน้ำ

แทนที่จะเป็น:

45°C → 50°C อย่างรวดเร็วมาก

ระบบอาจใช้เวลานานขึ้นอย่างมากในการถึงขีดจำกัดการควบคุม

สิ่งนี้ทำให้ปั๊มความร้อนมีรอบการทำงานที่ยาวนานขึ้น

• 7. ข้อดี #5: ความเสถียรของไฮดรอลิกที่ดีขึ้นในช่วงโหลดบางส่วน

• อาคารแทบไม่เคยทำงานที่ความต้องการความร้อน 100% อย่างต่อเนื่อง

• ในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง ตัวอย่างเช่น มีเพียงบางส่วนของอาคารที่อาจต้องการความร้อน

• บางห้องอาจถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ในขณะที่ห้องอื่นยังคงต้องการความร้อน

• สิ่งนี้สร้างสภาวะอัตราการไหลที่แปรผัน

วงจรแบบทุติยภูมิช่วยให้ปั๊มฝั่งอาคารตอบสนองต่อความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่วงจรฝั่งปั๊มความร้อนยังคงรักษาอัตราการไหลที่ปั๊มความร้อนต้องการ

การแยกไฮดรอลิกนี้สามารถทำให้ระบบทั้งหมดควบคุมได้ง่ายขึ้น

8. ข้อดี #6: ความยืดหยุ่นมากขึ้นสำหรับโครงการ HVAC ที่ซับซ้อน

ระบบทุติยภูมิมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อโครงการประกอบด้วย:

ปั๊มความร้อน + ถังบัฟเฟอร์ + โซนทำความร้อนหลายโซน + ชุดพัดลมขด + หม้อน้ำ + ระบบทำความร้อนใต้พื้น

นอกจากนี้ยังมีประโยชน์สำหรับ:

อาคารที่พักอาศัยขนาดใหญ่

โรงแรม

อาคารพาณิชย์

โรงเรียน

วิลล่าที่มีโซนทำความร้อนหลายโซน

โครงการปรับปรุง

ระบบหม้อน้ำ/ทำความร้อนใต้พื้นแบบไฮบริด

ระบบทำความร้อนและความเย็นที่มีหน่วยปลายทางหลายประเภท

ในโครงการเหล่านี้ ความซับซ้อนของไฮดรอลิกที่เพิ่มขึ้นมักจะคุ้มค่ากับความสามารถในการควบคุมที่ดีขึ้น

ข้อเสียของระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิ

• ระบบทุติยภูมิไม่ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยอัตโนมัติ

• นี่เป็นประเด็นสำคัญ

• ส่วนประกอบที่มากขึ้นสามารถแก้ปัญหาไฮดรอลิกได้ แต่ส่วนประกอบเพิ่มเติมแต่ละส่วนก็เพิ่มต้นทุนและการสูญเสียพลังงานที่อาจเกิดขึ้น

• 9. ข้อเสีย #1: ต้องใช้ปั๊มหมุนเวียนเพิ่มเติม

• ระบบแบบตรงทั่วไปอาจทำงานด้วยปั๊มหมุนเวียนหลักหนึ่งตัว

• ระบบทุติยภูมิโดยปกติต้องการอย่างน้อยสองตัว:

• ปั๊ม 1:

• ปั๊มความร้อน ↔ ถังบัฟเฟอร์

ปั๊ม 2:

ถังบัฟเฟอร์ ↔ หน่วยปลายทางอาคาร

โซนทำความร้อนเพิ่มเติมอาจต้องการปั๊มมากขึ้น

ปั๊มหมุนเวียนทุกตัวใช้ไฟฟ้า

ดังนั้น:

ระบบทุติยภูมิสามารถปรับปรุงเสถียรภาพการทำงานของปั๊มความร้อน ในขณะเดียวกันก็เพิ่มการใช้ไฟฟ้าเสริม

ดังนั้นระบบควรได้รับการประเมินตามการใช้พลังงานตามฤดูกาลทั้งหมด ไม่ใช่แค่ COP ของปั๊มความร้อนเท่านั้น

โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้ปั๊มหมุนเวียน ECM ประสิทธิภาพสูงพร้อมการควบคุมความเร็วแปรผัน

10. ข้อเสีย #2: ต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้นเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อแบบตรงอย่างง่าย ระบบทุติยภูมิอาจต้องใช้:

ถังบัฟเฟอร์ปั๊มหมุนเวียนเพิ่มเติม

ท่อเพิ่มเติม

วาล์วแยกเพิ่มเติม

วาล์วกันกลับ

เซ็นเซอร์

อุปกรณ์ขยาย

วาล์วผสม

การควบคุมเพิ่มเติม

แรงงานติดตั้งเพิ่มเติม

• ไวต่อการเปลี่ยนแปลงมากกว่า

• สำหรับการติดตั้งที่พักอาศัยขนาดเล็กที่มีวงจรทำความร้อนใต้พื้นแบบง่ายๆ เพียงวงจรเดียว ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นอาจไม่ให้ประโยชน์เพียงพอเสมอไป

• อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการขนาดใหญ่ที่มีหลายโซน ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นอาจคุ้มค่า

• 11. ข้อเสีย #3: การสูญเสียความร้อนเพิ่มเติม

• ถังบัฟเฟอร์ไม่ได้หุ้มฉนวนอย่างสมบูรณ์แบบ

• ท่อ วาล์ว และข้อต่อเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับวงจรทุติยภูมิก็เช่นกัน

• ดังนั้น ความร้อนจึงสูญเสียได้จาก:

• ผนังถังบัฟเฟอร์

• ท่อกระจาย

• วาล์วและข้อต่อ

ตัวปั๊ม

ห้องเครื่องกล

ฉนวนที่ดีสามารถลดการสูญเสียเหล่านี้ได้ แต่ไม่สามารถกำจัดได้ทั้งหมด

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อถังบัฟเฟอร์ติดตั้งในพื้นที่ที่ไม่มีเครื่องปรับอากาศ

12. ข้อเสีย #4: การออกแบบไฮดรอลิกที่ไม่ดีอาจลดประสิทธิภาพของปั๊มความร้อน

การเพิ่มถังบัฟเฟอร์ไม่ได้ทำให้ระบบดีขึ้นโดยอัตโนมัติ

ปัญหาทั่วไปเกิดขึ้นเมื่ออัตราการไหลปฐมภูมิและทุติยภูมิไม่สมดุลกัน

• ให้:

• Vp = อัตราการไหลปฐมภูมิของปั๊มความร้อน

• Vs = อัตราการไหลทุติยภูมิของอาคาร

• ถ้า:

• Vp > Vs

น้ำจ่ายร้อนบางส่วนอาจไหลกลับผ่านถังบัฟเฟอร์ไปยังปั๊มความร้อนโดยตรง

ถ้า:

Vs > Vp

น้ำเย็นที่ไหลกลับบางส่วนอาจผสมเข้ากับน้ำจ่ายทุติยภูมิ

ปรากฏการณ์นี้บางครั้งเรียกว่า การผสมไฮดรอลิก

การผสมที่มากเกินไปสามารถเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิน้ำที่ส่งไปยังหน่วยปลายทาง และอาจบังคับให้ปั๊มความร้อนทำงานที่อุณหภูมิน้ำขาออกสูงขึ้น

เนื่องจากประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนโดยทั่วไปจะลดลงเมื่ออุณหภูมิน้ำที่ต้องการสูงขึ้น การออกแบบไฮดรอลิกที่ไม่ดีอาจลด COP

13. ข้อเสีย #5: การควบคุมซับซ้อนขึ้น

ตัวควบคุมปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อนจะตรวจสอบอุณหภูมิน้ำและควบคุมวงจรไฮดรอลิกหลักหนึ่งวงจร

ระบบทุติยภูมิอาจเกี่ยวข้องกับ:

ตัวควบคุมปั๊มความร้อน

ปั๊มหมุนเวียนปฐมภูมิ

ปั๊มหมุนเวียนทุติยภูมิ

เซ็นเซอร์ถังบัฟเฟอร์เทอร์โมสตัทห้องวาล์วโซน

วาล์วผสม

การชดเชยสภาพอากาศ

การควบคุมชุดพัดลมขด

การควบคุมระบบทำความร้อนใต้พื้น

ส่วนประกอบเหล่านี้ต้องทำงานร่วมกันอย่างถูกต้อง

ตรรกะการควบคุมที่ไม่ดีอาจสร้างสถานการณ์ที่ปั๊มทำงานโดยไม่จำเป็น หรือปั๊มความร้อนทำงานเมื่อมีความต้องการความร้อนน้อยมาก

• ดังนั้น กลยุทธ์การควบคุมจึงมีความสำคัญพอๆ กับการออกแบบไฮดรอลิก

• 14. ถังบัฟเฟอร์จำเป็นสำหรับปั๊มความร้อนเสมอหรือไม่?

• ไม่

• นี่เป็นหนึ่งในความเข้าใจผิดที่พบบ่อยที่สุดในการออกแบบปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำ

• ถังบัฟเฟอร์ควรแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่เฉพาะเจาะจง

• อาจมีประโยชน์เมื่อ:

• ปริมาณน้ำในระบบไม่เพียงพอ

• โซนทำความร้อนหลายโซนมักเปิดและปิด

• ไม่สามารถรับประกันอัตราการไหลขั้นต่ำของปั๊มความร้อนได้ด้วยวิธีอื่น

• กำลังขับขั้นต่ำของปั๊มความร้อนเกินความต้องการโหลดบางส่วนบ่อยครั้ง

หน่วยปลายทางหลายประเภทต้องการการแยกไฮดรอลิก

การทำงานละลายน้ำแข็งต้องการปริมาณน้ำที่เพียงพอ

ข้อกำหนดอัตราการไหลปฐมภูมิและทุติยภูมิแตกต่างกันอย่างมากอย่างไรก็ตาม หากระบบมีปริมาณน้ำเพียงพอ อัตราการไหลที่เสถียร การแบ่งโซนที่เหมาะสม และการปรับกำลังปั๊มความร้อนที่ดีอยู่แล้ว ถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่อาจให้ประโยชน์เพิ่มเติมเพียงเล็กน้อย

15. ถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่ไม่ดีกว่าเสมอไป

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยอีกอย่างคือ:

“ถ้า 100 ลิตรดี 500 ลิตรต้องดีกว่า”

นั่นไม่จำเป็นต้องเป็นจริงเสมอไป

ถังบัฟเฟอร์ที่ใหญ่เกินไปสามารถ:

• เพิ่มต้นทุนระบบ

• เพิ่มการสูญเสียความร้อน

• เพิ่มปริมาณน้ำในระบบโดยไม่จำเป็น

• เพิ่มเวลาอุ่นเครื่อง

• ต้องการพื้นที่ติดตั้งมากขึ้น

• ลดการตอบสนองของการควบคุม

• ดังนั้น ขนาดถังบัฟเฟอร์ควรได้รับการคำนวณ แทนที่จะเลือกตามนิสัย

ปริมาตรที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น:

กำลังของปั๊มความร้อน

กำลังการปรับขั้นต่ำ

เวลาทำงานขั้นต่ำของคอมเพรสเซอร์

ความต้องการความร้อนขั้นต่ำของอาคาร

ปริมาณน้ำในระบบ

• การแกว่งอุณหภูมิที่ยอมรับได้

• ข้อกำหนดการละลายน้ำแข็ง

• ข้อกำหนดปริมาณน้ำขั้นต่ำของผู้ผลิต

• ความสัมพันธ์ทางวิศวกรรมแบบง่ายคือ:

• V ≈ Q × t / (ρ × Cp × ΔT)

• โดยที่ปริมาตรที่ต้องการเกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของความร้อนที่ต้องดูดซับในช่วงเวลาการทำงานขั้นต่ำที่ต้องการ

ในการออกแบบเชิงปฏิบัติ ข้อกำหนดด้านไฮดรอลิกของผู้ผลิตปั๊มความร้อนควรมีความสำคัญสูงสุดเสมอ

16. ระบบปั๊มความร้อนปฐมภูมิเทียบกับทุติยภูมิ

• ปัจจัยการออกแบบ

• ระบบปฐมภูมิ / แบบตรง

• ระบบทุติยภูมิ

• วงจรไฮดรอลิก

• หนึ่ง

• สองหรือมากกว่า

• ปั๊มหลัก

• โดยทั่วไปหนึ่งตัว

โดยทั่วไปสองตัวหรือมากกว่า

ถังบัฟเฟอร์

เป็นทางเลือก

ทั่วไป

ต้นทุนการติดตั้ง

ดังนั้นอัตราการไหลของระบบจึงเปลี่ยนแปลงอย่างมากตลอดทั้งปี

การออกแบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิสามารถช่วยให้ปั๊มความร้อนรักษาอัตราการไหลปฐมภูมิที่เสถียร ในขณะที่ระบบกระจายทุติยภูมิจะตอบสนองต่อความต้องการของอาคารอย่างอิสระ

การกำหนดค่าทั่วไปอาจเป็น:

ปั๊มความร้อนแบบอากาศ

↓ปั๊มหมุนเวียนปฐมภูมิ
↓ถังบัฟเฟอร์
↓ปั๊มทุติยภูมิ / ท่อร่วมกระจาย

↓

หม้อน้ำ + ชุดพัดลมขด + ระบบทำความร้อนใต้พื้น

สำหรับวงจรทำความร้อนใต้พื้น อาจต้องมีการจัดเรียงแบบผสมหากอุณหภูมิจ่ายที่ต้องการต่ำกว่าอุณหภูมิของหน่วยปลายทางอื่นๆ

นี่คือเหตุผลที่ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิเป็นที่นิยมในโครงการปั๊มความร้อนที่ซับซ้อนมากขึ้น

18. หลักการออกแบบที่สำคัญที่สุด

วัตถุประสงค์ของระบบทุติยภูมิไม่ใช่เพียงแค่การเพิ่มถังบัฟเฟอร์

วัตถุประสงค์ที่แท้จริงคือการจัดการความสัมพันธ์ระหว่าง:
ท้ายที่สุด:
ระบบที่ออกแบบมาอย่างดีจะรักษาสมดุลขององค์ประกอบทั้งสี่นี้
ท้ายที่สุด:
หากอาคารต้องการความร้อนมากกว่าที่ปั๊มความร้อนกำลังผลิตอยู่ ความร้อนที่กักเก็บไว้ในระบบสามารถลดอัตราการลดลงของอุณหภูมิน้ำได้ชั่วคราว
ท้ายที่สุด:
อย่างไรก็ตาม การกักเก็บความร้อนไม่ได้สร้างพลังงาน
ท้ายที่สุด:
ความร้อนที่ผลิตโดยปั๊มความร้อน = ความร้อนที่ส่งไปยังอาคาร + การสูญเสียระบบ ± การเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนที่กักเก็บไว้

สมดุลพลังงานนี้เป็นพื้นฐานของการออกแบบปั๊มความร้อนแบบไฮดรอลิก

สรุป: เมื่อใดควรเลือกระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิ?

ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิสามารถเป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมเมื่อปั๊มความร้อนแบบอากาศทำหน้าที่ในอาคารที่ซับซ้อนซึ่งมีอัตราการไหลของน้ำแปรผัน โซนทำความร้อนหลายโซน หรือหน่วยปลายทางที่แตกต่างกัน

ข้อได้เปรียบหลักคือ:

อัตราการไหลของปั๊มความร้อนที่เสถียร การแยกไฮดรอลิก ปริมาณน้ำในระบบที่เพิ่มขึ้น การลดการทำงานเป็นรอบสั้นๆ และความยืดหยุ่นหลายโซนที่ดีขึ้น

ข้อเสียหลักคือ:

ต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้น การใช้ไฟฟ้าปั๊มเพิ่มเติม ความซับซ้อนในการติดตั้งที่มากขึ้น การสูญเสียความร้อนเพิ่มเติม และความเป็นไปได้ของการผสมไฮดรอลิกหากระบบออกแบบไม่ดี

ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมควรไม่ใช่:

“ปั๊มความร้อนทุกเครื่องควรมีถังบัฟเฟอร์หรือไม่?”

คำถามที่ดีกว่าคือ:

“ระบบนี้ต้องการการแยกไฮดรอลิกหรือมวลความร้อนเพิ่มเติมเพื่อรักษาการทำงานของปั๊มความร้อนที่เสถียรและมีประสิทธิภาพหรือไม่?”

คำถามนั้นนำไปสู่การออกแบบ HVAC ที่ดีขึ้นมาก

คำถามที่พบบ่อย: ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิและถังบัฟเฟอร์

ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิคืออะไร?

ระบบไฮดรอลิกแบบทุติยภูมิจะแยกวงจรปั๊มความร้อนออกจากวงจรการกระจายอาคาร โดยปกติทั้งสองวงจรจะเชื่อมต่อกันผ่านถังบัฟเฟอร์หรือรูปแบบการแยกไฮดรอลิกอื่น

เหตุใดจึงใช้ปั๊มหมุนเวียนสองตัว?

ปั๊มหนึ่งตัวรักษาอัตราการไหลของน้ำที่ต้องการผ่านปั๊มความร้อน ในขณะที่ปั๊มตัวที่สองจ่ายให้กับหน่วยรับความร้อนหรือความเย็นของอาคารตามข้อกำหนดอัตราการไหลของตนเอง

ถังบัฟเฟอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนหรือไม่?

ไม่โดยอัตโนมัติ สามารถลดการทำงานเป็นรอบสั้นๆ และทำให้การทำงานเสถียร ซึ่งอาจปรับปรุงประสิทธิภาพตามฤดูกาลในบางระบบ อย่างไรก็ตาม ถังยังทำให้เกิดการสูญเสียความร้อน และปั๊มเพิ่มเติมก็ใช้ไฟฟ้า

ปั๊มความร้อนสามารถทำงานได้โดยไม่มีถังบัฟเฟอร์หรือไม่?

ใช่ ระบบที่ออกแบบมาอย่างดีหลายระบบสามารถทำงานได้โดยไม่มีถังบัฟเฟอร์ โดยมีเงื่อนไขว่าอัตราการไหลขั้นต่ำ ปริมาณน้ำขั้นต่ำ การแบ่งโซน ข้อกำหนดการละลายน้ำแข็ง และข้อกำหนดเวลาทำงานของคอมเพรสเซอร์เป็นไปตามข้อกำหนด

ระบบทุติยภูมิเหมาะสำหรับระบบทำความร้อนใต้พื้นมากกว่าหรือไม่?

ไม่จำเป็นเสมอไป ระบบทำความร้อนใต้พื้นแบบง่ายๆ ที่มีอัตราการไหลที่เสถียรสามารถทำงานได้ดีกับการเชื่อมต่อแบบตรง ระบบทุติยภูมิจะมีประโยชน์มากขึ้นเมื่อระบบทำความร้อนใต้พื้นรวมกับหม้อน้ำ ชุดพัดลมขด โซนหลายโซน หรือข้อกำหนดอุณหภูมิน้ำที่แตกต่างกัน

จะเกิดอะไรขึ้นหากถังบัฟเฟอร์มีขนาดใหญ่เกินไป?

ถังบัฟเฟอร์ที่ใหญ่เกินไปอาจเพิ่มการสูญเสียความร้อน ต้นทุนการติดตั้ง ความต้องการพื้นที่ และเวลาตอบสนองของระบบ โดยไม่ให้ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ