Zasada działania zbiornika buforowego

Princip działania zbiornika buforowego opiera się na wykorzystaniu wysokiej pojemności cieplnej wody. Na przykład 1 litr wody, który ochłodził się o 1°C, może podgrzać 1 m³ powietrza o 4°C.

Rozważmy zasadę działania zbiornika buforowego, używając jako przykładu najprostszego projektu, bez wbudowanego wymiennika ciepła, dodatkowego zbiornika do podgrzewania wody lub innych urządzeń. Taki zbiornik buforowy składa się z pojemnika z czterema rurami, z których dwie znajdują się w górnej, a dwie w dolnej części zbiornika. Źródłem ciepła będzie piec na paliwo stałe, a odbiornikiem będzie system grzewczy.

Rura zasilająca z pieca na paliwo stałe jest podłączona do górnego wlotu, a rura powrotna do dolnego wlotu zbiornika buforowego. W rurze powrotnej systemu grzewczego zainstalowana jest pompa obiegowa, która pobiera wodę z zbiornika. Po uruchomieniu pompy obiegowej i zapaleniu pieca, pompa pobiera zimną wodę z dolnej części zbiornika buforowego i kieruje ją do pieca, podczas gdy gorąca woda wypływająca z pieca trafia do górnej części zbiornika. Gorąca woda jest lżejsza od zimnej wody, dlatego nie ma intensywnego mieszania wody w zbiorniku, a pompa pobiera zimną wodę z dna zbiornika, aż cały zbiornik wypełni się gorącą wodą. W przypadku pieca na paliwo stałe, objętość zbiornika buforowego oblicza się tak, aby wystarczała do zgromadzenia ciepła wytwarzanego przez spalenie jednego załadunku paliwa.

Po spaleniu paliwa, zbiornik magazynuje gorącą wodę. Izolacja termiczna zbiornika pozwala utrzymać wodę gorącą przez kilka godzin lub nawet przez jeden dzień, dzięki czemu ciepło uzyskane wieczorem można wykorzystać przez całą noc lub tylko rano. W momencie poboru ciepła mamy pełen zbiornik gorącej wody.

Drugi górny wlot jest podłączony do rury zasilającej, a drugi dolny wlot jest podłączony do rury powrotnej systemu grzewczego. Pompa zainstalowana w rurze powrotnej systemu grzewczego dostarcza wodę do zbiornika i tworzy drugi obieg. Dostarczanie schłodzonej wody z dolnej części systemu grzewczego wypiera gorącą wodę z górnej części zbiornika buforowego do rury zasilającej. Ponieważ zimna woda jest cięższa od gorącej wody, nie ma intensywnego mieszania wody w zbiorniku, a zimna woda pozostaje w dolnej części zbiornika. Dlatego do momentu, gdy zimna woda wypełni całą objętość zbiornika buforowego, system grzewczy będzie otrzymywał gorącą wodę.

Czas pracy systemu grzewczego na zgromadzonym cieple zależy od mocy systemu i objętości zbiornika. Dlatego wybierając zbiornik buforowy, należy określić, która z warunków jest ważniejsza: zapewnienie ogrzewania systemu o określonej mocy przez określony czas czy zapewnienie gromadzenia ciepła z źródła o określonej mocy przez określony czas.