Zasobniki ciepłej wody użytkowej

Jak wiadomo zasobniki c.w.u. mają za zadanie przechowywanie wody na potrzeby użytkowników mieszkań, domów jedno- i wielorodzinnych, a także w innych miejscach, gdzie zastosowanie znajdują niskotemperaturowe kotły grzewcze. 

Fot. 1. W wymiennikach modelu WZ Termo Hit przewidziano izolację termiczną wykonaną z czarnej, utwardzonej pianki polistyrenowej. Rozpraszacz ogranicza zjawisko mieszania się zimnej wody z gorącą. Dzięki temu uzyskuje się najbardziej optymalny rozkład temperatury wody w zbiorniku.

Budowa zasobnika

Zasobnik c.w.u. stanowi zbiornik, w którym magazynowana jest ciepła woda dostarczana przez inny wymiennik ciepła. Urządzenia tego typu przeznaczone są do współpracy z układami centralnego ogrzewania.

Typowy zasobnik ciepłej wody stanowi zbiornik stalowy w kształcie owala lub prostopadłościanu. W urządzeniach tego typu istotną rolę odgrywa izolacja. Najczęściej bazuje ona na piance poliuretanowej. W większości zbiorników uwzględnia się emalię ceramiczną, która ma za zadanie zapewnienie ochrony przed korozją. W nowoczesnych zasobnikach c.w.u. zastosowanie znajduje anoda magnezowa lub aktywna tytanowa. Takie rozwiązanie gwarantuje ochronę przed osadzaniem się kamienia oraz powstawaniem korozji. Na rynku dostępne są również zasobniki wykonane z wysokostopowej stali szlachetnej, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania dodatkowej anody ochronnej.

Fot. 2. Stalowy zbiornik wymiennika c.w.u. z wężownicą spiralną SW Termo Max jest równomiernie pokryty na całej powierzchni warstwą emali o optymalnie dobranej grubości. Taka technologia w przeciwieństwie do tradycyjnego emaliowania mokrego znacząco poprawia jakość nanoszonej powłoki, a co za tym idzie trwałość zabezpieczanego w ten sposób urządzenia.Fot. 3. Stojące wymienniki c.w.u. z dwoma wężownicami SB Termo Solar oferowane są o pojemnościach 200, 250, 300 i 400 litrów. Doskonale sprawdzają się przy współpracy z kolektorami słonecznymi oraz kotłami elektrycznymi, gazowymi, olejowymi i z kotłami na paliwa stałe. Służą do podgrzewania i przechowywania ciepłej wody użytkowej.Fot. 4. W wymiennikach modelu WZ Termo Hit przewidziano izolację termiczną wykonaną z czarnej, utwardzonej pianki polistyrenowej. Rozpraszacz ogranicza zjawisko mieszania się zimnej wody z gorącą. Dzięki temu uzyskuje się najbardziej optymalny rozkład temperatury wody w zbiorniku.

W niektórych modelach zastosowano rozwiązania mające za zadanie podwyższenie ochrony antykorozyjnej. Może to być na przykład specjalna termoglazura. Niejednokrotnie uwzględnia się również anodę nie wymagającą czynności eksploatacyjnych, która zasilana jest zewnętrznie. Regulacja pracy anody inercyjnej może być zintegrowana z funkcją odpowiedzialną za sygnalizowanie awarii. Interesujące rozwiązanie stanowią zasobniki c.w.u, wzbogacone o zewnętrzny wymiennik ciepła. Może być on zlokalizowany na zasobniku lub obok niego. Wiele zasobników przystosowano do montażu grzałki. Dzięki niej zyskuje się możliwość podgrzania wody w lecie, gdy odłączone jest urządzenie grzewcze. Przydatne rozwiązanie stanowi wskaźnik temperatury. W niektórych modelach zastosowanie znalazł rozpraszacz wody, dzięki któremu ograniczane jest zjawisko mieszania się zimnej wody z gorącą.

Jak wybrać zasobnik

Pojemność zbiornika zależna jest od ilości osób, które korzystają z instalacji. W przypadku niewielkiego zapotrzebowania na wodę wystarczy model o pojemności 15-30 l na osobę. Zatem dla rodziny czteroosobowej pojemność zasobnika powinna wynosić od 60 do 120 l. Jeżeli domownicy nie oszczędzają wody, warto przewidzieć zbiornik o pojemności mieszczącej się pomiędzy 120 l a 240 l. Czy moc kotła ma wpływ na pojemność zasobnika na c.w.u? Otóż, pamiętajmy, że moc kotła nie musi być podwyższana wraz ze zwiększeniem zbiornika na ciepłą wodę. Moc kotła dobierana jest bowiem w zależności od strat cieplnych budynku, czyli wyłącznie na potrzeby instalacji centralnego ogrzewania. Jednak gdy różnica między zapotrzebowaniem na ciepło do ogrzewania a ciepło do podgrzewania wody w zasobniku jest zbyt duża, znacznie wydłuży się czas uzyskania odpowiedniej temperatury wody użytkowej. Takie sytuacje najczęściej występują gdy budynek jest mały i ciepły a zasobnik na wodę za duży. Najlepszym rozwiązaniem jest zatem zakup kotła i zasobnika c.w.u. w jednym komplecie. Zapotrzebowanie na ciepłą wodę zależy nie tylko od ilości osób (użytkowników instalacji), ale również od ilości punktów czerpalnych. Ważnym czynnikiem jest też rodzaj punktu czerpalnego (wanna, umywalka itp.).

Konserwacja rzecz ważna

Zwróćmy uwagę, że od właściwego miejsca montażu zasobnika zależy skuteczność jego pracy, a co najważniejsze nasze oszczędności. Stąd pamiętajmy aby do miejsca montażu zasobnika doprowadzona była instalacja wodna przewodów doprowadzających i odprowadzających. Zbiornik powinien być ustawiony możliwie najbliżej kotła grzewczego. Przy doborze sposobu montażu zwróćmy uwagę na masę zbiornika po napełnieniu go wodą.

Warto zadbać o okresową konserwację naszego zasobnika. W pierwszej kolejności ważna pozostaje tzw. dezynfekcja termiczna. Stąd też, aby ją wykonać należy podgrzać wodę przez co najmniej jedną godzinę do możliwie najwyższej temperatury, przekraczającej 60ºC. Oprócz tego w czasie podgrzewania należy włączyć pompę cyrkulacyjną.

Istotną rolę odgrywa sprawdzenie elementów zbiornika, które mogą się rozszczelnić. Zadbajmy także o konserwację powierzchni zewnętrznej zasobnika. Wystarczy ją przetrzeć wilgotną ścierką. Dodatkowo użyć można również delikatnego środka czyszczącego. Producenci przypominają, aby przynajmniej raz w roku sprawdzić stan zużycia magnezowej anody ochronnej. W razie potrzeby element ten należy wymienić na nowy. A jak sprawdzić poprawność pracy anody? Otóż, w tym celu należy poluzować jeden z przewodów, które łączą anodę. Za pomocą amperomierza, łączonego pomiędzy elektrodę i masę, trzeba zmierzyć pobór prądu anody. O odpowiedniej wartości tego parametru dowiemy się z instrukcji obsługi naszego zasobnika.

Fot. 5. Vitocell 300-B marki Viessmann to biwalentny podgrzewacz c.w.u. wykonany z nierdzewnej stali szlachetnej, z obudową w kolorze srebrzystym, o pojemności 300 lub 500 litrów. Ciepło z kolektorów słonecznych przekazywane jest wodzie przez dolną wężownicę grzejną, górna zapewnia ew. dogrzewanie c.w.u. przez kocioł grzewczy. Zasobnik dostępny w wersji leżącej lub stojącej.

Warto również wyczyścić wnętrze zbiornika. Należy wtedy opróżnić zasobnik, a następnie przepłukać go wodą przy użyciu otworu rewizyjnego. Pamiętajmy, że chcąc zapobiec odkładaniu się kamienia kotłowego zaleca się aby temperatura wody nie przekraczała 54°C. Podaje się bowiem, że właśnie powyżej tej wartości osadzanie się kamienia jest znacznie intensywniejsze. W przypadku przerwy w użytkowaniu zasobnika, należy zbiornik opróżnić poprzez odkręcenie zaworu.

Podłączenie i eksploatacja

Zasobnik powinien być zainstalowany zgodnie ze sposobem montażu przewidzianym dla danego modelu urządzenia – pionowo lub poziomo. Istotne jest aby ciśnienie w sieci nie przekraczało 0,6 MPa i nie było niższe niż 0,1 MPa. Jeżeli w naszej instalacji często dochodzi do przekraczania ciśnienia o wartości 0,4 MPa warto zamontować przed zasobnikiem zawór redukcyjny lub zbiornik przeponowy. Takie rozwiązanie pozwoli zapobiec wypływowi wody poprzez zawór bezpieczeństwa. Jeżeli ciśnienie przekracza 0,6 MPa montaż zaworu bezpieczeństwa jest już koniecznością. Zawór bezpieczeństwa powinien być zainstalowany na dopływie wody. Zwróćmy uwagę, aby element ten był zamontowany zgodnie ze strzałką wskazującą kierunek przepływu cieczy. Właściwe zainstalowanie i poprawność działania zaworu zapewni ochronę zasobnika przed nadmiernym ciśnieniem w sieci wodociągowej. Naczynia przeponowe dodatkowo mogą zabezpieczyć przed zbyt dużym ciśnieniem.

Oprócz tego zyskuje się zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w wyniku wzrostu temperatury znajdującej się w zbiorniku. Pamiętajmy, że podczas normalnej pracy zasobnika z zaworu może wypływać woda w niewielkich ilościach.

Fot. 6. Zasobniki serii Mega Klasa A firmy Biawar przeznaczone są do magazynowania ciepłej wody na cele użytkowe. Wykorzystywane są tu dobre właściwości akumulacyjne tych urządzeń. Zmagazynowaną wodę można doprowadzić do kilku miejsc czerpalnych np.: wanna, umywalka, zlew.

Istnieje możliwość podłączenia do zasobnika c.w.u. instalacji cyrkulacyjnej. Zaleca się wykonanie instalacji cyrkulacyjnej wtedy, kiedy punkty odbioru c.w.u. są znacznie oddalone od zasobnika. Pompa cyrkulacyjna powinna być wyposażona w zegar sterujący.

Krótko o podgrzewaczach

Od zasobników należy odróżnić podgrzewacze (wymienniki), wewnątrz których zamontowane są wężownice. W instalacjach z kotłami dwufunkcyjnymi, które podgrzewają wodę wymiennikami płytowymi, zastosowanie znajdują często podgrzewacze z wężownicami spiralnymi. Tym sposobem zyskuje się zwiększenie wydajności starszych układów centralnego ogrzewania. Do zalet takiego rozwiązania zaliczyć należy także minimalne wahania temperatury wody w punktach poboru o zmiennych wartościach przepływu.

W typowych podgrzewaczach przewiduje się przynajmniej jedną wężownicę. Różne może być natomiast miejsce jej zainstalowania. W niektórych modelach wężownica jest zamontowana w dolnej (zimnej) części zbiornika. Na rynku dostępne są również wymienniki dwupłaszczowe. Najczęściej znajdują one zastosowanie w instalacjach bazujących na gruntowych pompach ciepła. W konstrukcji podgrzewaczy tego typu najczęściej przewiduje się wewnętrzny cylinder ciepłej wody, który umieszczony jest w podwójnym płaszczu z blachy stalowej, gdzie znajduje się czynnik ogrzewający c.w.u. Również i w tym przypadku zastosowanie znajduje zabezpieczenie przed korozją w postaci powłoki emaliowanej. Izolacja bazuje zazwyczaj na poliuretanie. W niektórych modelach przewidziano gniazda, za pomocą których możliwe jest podłączenie grzałek zanurzeniowych oraz kapilary do montażu czujników temperatury. Z pewnością przydatna okaże się możliwość zdjęcia płaszcza izolacyjnego, dzięki czemu prowadzenie prac w pomieszczeniach o niewielkiej przestrzeni jest znacznie ułatwione. Przy poziomowaniu zbiornika użyć można stopki z możliwością regulacji.

Zwróćmy uwagę, że do współpracy z pompami ciepła dedykowane są zasobniki z jedną wężownicą. Jednak jest ona znacznie bardziej rozbudowana w porównaniu ze standardowymi wężownicami.

Fot. 7. Zasobnik c.w.u. WGJ w poliuretanie. Urządzenia tego typu, mają zbiorniki ciśnieniowe na wodę użytkową, wykonane z blachy stalowej pokrytej wewnątrz warstwą specjalnej, wysokotemperaturowej emalii ceramicznej, która tworząc szklistą powłokę chroni je przed korozją.

Inny rodzaj zasobników znajduje zastosowanie w instalacjach, które współpracują z urządzeniami solarnymi. W takich systemach zastosowanie znajdują zasobniki wyposażone w dwie wężownice – dolną i górną. Ciepło z kolektorów słonecznych przekazywane jest wodzie przez dolną wężownicę (solarną). Górna wężownica (kotłów) ma za zadanie dogrzanie wody przez kocioł. A jak wybrać podgrzewacz wody (wymiennik)? Otóż, przy doborze wymienników będziemy kierowali się jego wydajnością, która zależna jest od powierzchni wymiany ciepła zastosowanej wężownicy (mocą wymiennika) oraz pojemnością zbiornika. Należy wspomnieć tu o innych bardzo ważnych czynnikach wpływających na wydajność wymienników – są nimi temperatura czynnika grzewczego oraz natężenie jego przepływu przez wężownicę. Warto również wziąć pod uwagę warunki takie jak: rodzaj punktów czerpalnych wody, częstotliwość poboru wody oraz maksymalną chwilową wielkość poboru ciepłej wody.

Cezary Szczepański,
Kierownik Działu Serwisu i Doradztwa Technicznego Nibe-Biawar

Czym kierować się przy doborze wymiennika?

Odpowiedzi na to pytanie udzielił Cezary Szczepański, Kierownik Działu Serwisu i Doradztwa Technicznego w firmie Nibe-Biawar.

Dobierając wymiennik ciepłej wody użytkowej musimy wziąć pod uwagę wiele czynników. Rodzaj i ilość źródeł ciepła, ilość łazienek, rodzaj odbiorników c.w.u. (wanna, prysznic) oraz nie mniej ważną ilość osób z nich korzystających. To tylko niektóre z elementów bardzo poważnie wpływających na komfort użytkowania.

Podstawowego wyboru wymiennika c.w.u. dokonujemy decydując się na źródło lub źródła ciepła, które będą nam podgrzewać wodę. I tak, w przypadku wykorzystania kotła gazowego, olejowego czy stałopalnego połączonego z dodatkowym urządzeniem wspomagającym podgrzewanie wody takim jak np. instalacja solarna czy kominek z płaszczem wodnym, wybierzemy wymiennik biwalentny z wbudowanymi dwiema wężownicami. Jeżeli nasz dom wyposażony będzie w więcej niż dwa źródła ciepła wybierzemy wręcz zbiornik multiwalentny, który z jednej strony połączy nam wszystkie urządzenia grzewcze z drugiej będzie produkował nam ciepłą wodę. W tym przypadku większą uwagę zwrócimy na pojemność zbiornika buforowego otaczającego wbudowany wewnątrz wymiennik c.w.u. Firma Nibe – Biawar posiada w swojej ofercie zarówno zbiorniki umożliwiające podłączenie dwóch urządzeń grzewczych (MegaSolar) do produkcji c.w.u. o pojemnościach od 220 nawet do 1000 litrów, jak również zbiorniki multiwalentne. W przypadku zbiorników BUZ, bo taką nazwę nosi ta gama produktów będziemy mieli do wyboru pojemności 500/200, 750/200 oraz 1000/200, gdzie 200 oznacza pojemność wymiennika c.w.u.

Inaczej, nie jest powiedziane że prościej, wygląda sprawa doboru pojemności wymiennika w przypadku jednego źródła ciepła. Bowiem zależy to również od tego, przy użyciu jakiego urządzenia grzewczego, będziemy naszą wodę podgrzewać. I tak, przy zastosowaniu kotłów działających automatycznie (kotły gazowe, olejowe, z automatycznym podajnikiem pelletu czy ekogroszku), zwrócimy uwagę na czynniki wymienione na wstępie.

W przypadku kotłów stałopalnych, w celu uniknięcia codziennego ich rozpalania latem, dobierzemy wymiennik o takiej pojemności, aby zapewnił dostęp do ciepłej wody przez dwa, a nawet trzy dni.

W każdym przypadku przewymiarowanie zbiornika zapewni nam komfort c.w.u., jednak musimy zdawać sobie sprawę, iż mimo zastosowanej izolacji temperatura wody w zbiorniku samoistnie będzie spadać. Tu czynnikiem najbardziej wpływającym na straty energii jest temperatura pomieszczenia, w którym usytuowany jest wymiennik.

Przy wyborze wymiennika c.w.u. należy zwrócić również uwagę na fakt, czy urządzenie ma możliwość podłączenia instalacji cyrkulacyjnej tzw. trzeciej rurki. Ma to duże znaczenie szczególnie w przypadku dużej odległości zbiornika od miejsc poboru. Należy też pamiętać o dobrej izolacji termicznej tejże rury. Brak odpowiedniego sterowania w przypadku niewystarczającej izolacji może naciągnąć użytkownika na znaczne koszty.

Damian Żabicki