Khi thiết kế một hệ thống bơm nhiệt không khí-nước, thùng đệm đôi khi được coi là một bình lưu trữ nước đơn giản.
Nhưng từ góc độ kỹ thuật thủy điện, vai trò của nó có thể quan trọng hơn nhiều.
Một bể đệm được thiết kế đúng có thể giúp:
Tăng khối lượng nước hệ thống và quán tính nhiệt
Giảm chu kỳ ngắn bơm nhiệt
Hydraulically tách máy bơm nhiệt từ mạch tòa nhà
Củng cố dòng chảy nước thông qua máy bơm nhiệt
Giúp thu thập và loại bỏ không khí kéo
Cung cấp một vị trí mà trầm tích có thể lắng đọng
Dễ dàng lựa chọn máy bơm
Làm cho việc khắc phục sự cố và khởi động dễ dàng hơn
Điều này đặc biệt quan trọng trong mộthệ thống thủy điện thứ cấp, khi mạch bơm nhiệt và mạch phân phối tòa nhà hoạt động với các máy bơm lưu thông riêng biệt.
Vậy, một bể đệm thực sự làm gì và khi nào nó đáng để lắp đặt?
Hãy nhìn nó từ góc nhìn của một kỹ sư.
Một bể đệm là một bình nước được lắp đặt trong một hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát bằng nước.
Không giống như một bình nước nóng gia dụng, mục đích chính của nó thường làKhông lưu trữ nước nóng uống.
Thay vào đó, nó chứa nước hệ thống lưu thông giữa máy bơm nhiệt và các đầu cuối sưởi ấm hoặc làm mát.
Trong một hệ thống thứ cấp điển hình, chúng ta có thể chia cài đặt thành hai mạch:
Vòng mạch chính
Máy bơm nhiệt nguồn không khí → Máy bơm lưu thông chính → Bể đệm → Máy bơm nhiệt
Vòng mạch phụ
Bể đệm → Máy bơm lưu thông thứ cấp → Sưởi ấm sàn / Máy tản nhiệt / Ventilator Coils → Bể đệm
Vì vậy, bể đệm trở thành một giao diện giữa:
Nguồn nhiệt ️ Trọng lượng xây dựng
Sự sắp xếp này cho phép máy bơm nhiệt và hệ thống phân phối tòa nhà hoạt động trong các điều kiện thủy lực khác nhau.
Đây có lẽ là chức năng nổi tiếng nhất của một bể đệm.
Nước cung cấp khối lượng nhiệt.
Hệ thống thủy điện càng chứa nhiều nước, càng cần nhiều năng lượng nhiệt để thay đổi nhiệt độ của nó.
Mối quan hệ cơ bản là:
Q = m × Cp × ΔT
Ở đâu:
Q= năng lượng nhiệt
m= khối lượng nước
Cp= công suất nhiệt riêng
ΔT= thay đổi nhiệt độ nước
Đối với các tính toán HVAC thực tế, khoảng:
1 lít nước lưu trữ 1,16 Wh năng lượng nhiệt cho mỗi sự thay đổi nhiệt độ 1 °C.
Ví dụ, một bể đệm 200 L hoạt động trong phạm vi nhiệt độ 5 °C có thể sử dụng cung cấp khoảng:
200 × 1,16 × 5 = 1,160 Wh
hoặc về:
1.16 kWh lưu trữ nhiệt
Điều này không có nghĩa là bể đệm tạo ra năng lượng.
Nó chỉ đơn giản là làm cho hệ thống lớn hơnTrọng lực nhiệt.
Và điều đó có thể cực kỳ hữu ích cho hoạt động bơm nhiệt.
Một trong những lý do lớn nhất các kỹ sư xem xét một bể đệm làđi xe đạp ngắn.
Hãy tưởng tượng một máy bơm nhiệt biến tần có thể điều chỉnh xuống một công suất sưởi ấm tối thiểu là 5 kW.
Tuy nhiên, ở nhiệt độ ngoài trời nhẹ, tòa nhà có thể chỉ cần 2 kW.
Bây giờ chúng ta có:
Điện năng bơm nhiệt: 5 kW
Nhu cầu xây dựng: 2 kW
Lượng vượt quá: 3 kW
Nếu không có đủ lượng nước, năng lượng bổ sung này làm cho nhiệt độ nước tăng nhanh chóng.
Máy bơm nhiệt đạt đến mục tiêu của nó - nhiệt độ nước rời và tắt.
Tòa nhà tiếp tục tiêu thụ nhiệt.
Nhiệt độ nước giảm.
Máy bơm nhiệt khởi động lại.
Kết quả là:
ON → OFF → ON → OFF → ON
Đây là một vòng đạp ngắn.
Đi xe đạp thường xuyên có thể ảnh hưởng tiêu cực đến:
Hiệu quả theo mùa
Sự ổn định hoạt động của máy nén
Sự thoải mái trong nhà
Tuổi thọ của thành phần
Tiêu thụ điện
Bằng cách thêm khối lượng nước, một bể đệm làm chậm tốc độ thay đổi nhiệt độ nước.
Do đó máy bơm nhiệt có thể hoạt động trong thời gian dài hơn trước khi đạt đến điều kiện dừng.
Sản xuất nhiệt và nhu cầu nhiệt của tòa nhà hầu như không bao giờ hoàn toàn bằng nhau mọi lúc.
Giả sử:
Sản lượng bơm nhiệt > Tăng nhu cầu
Năng lượng nhiệt dư thừa tạm thời làm tăng nhiệt độ của nước hệ thống.
Bây giờ hãy xem xét điều kiện ngược lại:
Nhu cầu xây dựng > Sản lượng bơm nhiệt tức thời
Tòa nhà bắt đầu chiết xuất một số năng lượng nhiệt được lưu trữ trong nước.
Do đó, bể đệm hoạt động như một đệm nhiệt tạm thời giữa sản xuất nhiệt và tiêu thụ nhiệt.
Một cách hữu ích để thể hiện điều này là:
Công suất bơm nhiệt = Nạp tải tòa nhà + Mất hệ thống ± Thay đổi năng lượng lưu trữ
Đây là lý do tại sao thuật ngữbể đệmlà thích hợp.
Nó giúp "đóng đệm" sự khác biệt ngắn hạn giữa nguồn nhiệt và tải trọng.
Trong một hệ thống hydronic thứ cấp, một trong những chức năng quan trọng nhất của một bể đệm là tách thủy lực.
Hãy xem xét lại hai vòng tròn.
Máy bơm lưu thông chính được lựa chọn theo:
Tốc độ lưu lượng cần thiết của máy bơm nhiệt
Giảm áp suất trao đổi nhiệt
Chống ống chính
Các van và phụ kiện
Yêu cầu lưu lượng tối thiểu và danh nghĩa của nhà sản xuất
Máy bơm lưu thông thứ cấp có thể cần phải phục vụ:
Sưởi ấm sàn
Máy sưởi
Các đơn vị cuộn quạt
Nhiều tầng
Các vùng sưởi ấm nhiều
Van vùng
Các đường ống dài
Bộ phân phối
Đây là những điều kiện thủy lực hoàn toàn khác nhau.
Không có sự tách biệt, một máy bơm có thể bị buộc phải thỏa mãn cả hai bên cùng một lúc.
Với một hệ thống phụ được thiết kế đúng cách, mạch bơm nhiệt có thể được tối ưu hóa cho bơm nhiệt trong khi mạch đầu cuối có thể được tối ưu hóa cho tòa nhà.
Đây là một lợi thế kỹ thuật lớn.
Không khí là một trong những vấn đề bị đánh giá thấp nhất trong hệ thống HVAC thủy lực.
Ngay cả sau khi đổ đầy và đưa vào sử dụng, một lượng nhỏ không khí có thể vẫn hòa tan trong nước hoặc bị mắc kẹt ở các vị trí khác nhau.
Không khí có thể đi vào hoặc ở lại trong một hệ thống do:
Nạp ban đầu
Bảo trì
Rác thải
Biến động áp suất
Khí hòa tan ra khỏi dung dịch
Thiết lập không đúng cách
Không khí trong hệ thống có thể gây ra:
ồn
Phân phối giảm
Dòng chảy không ổn định
Giảm chuyển nhiệt
Ống máy bơm
Sự ăn mòn
Khóa không khí
Hiệu suất đầu cuối kém
Một bể đệm có thể hỗ trợ tách không khí vì diện tích cắt ngang lớn của nó.
Hãy tưởng tượng nước chảy qua một ống tương đối nhỏ.
Tốc độ nước có thể khá cao.
Do đó, các bong bóng không khí nhỏ có thể được mang theo cùng với nước đang di chuyển.
Khi nước đi vào một bể đệm lớn hơn nhiều, khu vực dòng chảy cắt ngang tăng lên đáng kể.
Kết quả là:
Tốc độ nước giảm.
Tốc độ thấp hơn giúp các bong bóng không khí bị kéo dễ dàng tách khỏi nước và tăng lên phía trên bể.
Nếu một phù hợpMáy thông gió tự động hoặc bộ tách không khíđược lắp đặt ở một điểm cao thích hợp, không khí tích tụ sau đó có thể được loại bỏ khỏi hệ thống.
Nói một cách đơn giản:
Dòng chảy đường ống tốc độ cao → Bể đệm → Tốc độ thấp hơn → Dầu tăng → Dầu thoát
Điều này có thể cải thiện sự ổn định của hệ thống.
Tuy nhiên, một bể đệm không nên được coi là một sự thay thế cho một bộ tách không khí được thiết kế chính xác khi cần thiết.
Cùng một nguyên tắc có thể hoạt động theo hướng ngược lại đối với các chất gây ô nhiễm nặng hơn.
Tốc độ nước giảm khi nó đi vào bể đệm.
Không khí có xu hướng tăng lên.
Các hạt nặng hơn có xu hướng lắng đọng.
Hệ thống thủy điện có thể chứa các chất gây ô nhiễm như:
Các mảnh vỡ ống
Các hạt rỉ sét
Oxit kim loại
Scale
Chất còn lại của thiết bị
Các chất rắn treo
Những chất gây ô nhiễm này có thể bắt nguồn từ đường ống, van, phụ kiện, lò sưởi cũ hoặc các thành phần khác.
Một dòng chảy điểm thấp phù hợp trên bể đệm có thể giúp dễ dàng loại bỏ vật liệu lắng đọng trong quá trình bảo trì.
Điều này đặc biệt hữu ích trong các hệ thống nâng cấp nơi các lò sưởi và đường ống hiện có có thể đã chứa ô nhiễm.
Một lần nữa, bể đệm không thay thế mộtMáy tách bụi hoặc bộ lọc từ tínhkhi cần thiết.
Thay vào đó, nó có thể bổ sung cho chiến lược quản lý không khí và bụi bẩn tổng thể của hệ thống.
Không khí và ô nhiễm không chỉ là vấn đề bảo trì.
Chúng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất bơm nhiệt.
Không khí bị mắc kẹt trong mạch thủy điện có thể làm giảm lưu thông nước hiệu quả và chuyển nhiệt.
Các chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến:
Máy trao đổi nhiệt tấm
Máy bơm lưu thông
Van điều khiển
Máy lọc
Cảm biến dòng chảy
Máy trao đổi nhiệt cuộn quạt
Đây là lý do tại sao kỹ thuật thủy điện tốt nên xem xét không chỉ:
Dòng chảy + nhiệt độ
nhưng cũng có:
Chất lượng nước + Quản lý không khí + Phân tách bụi bẩn
Các yếu tố này ngày càng trở nên quan trọng trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống.
Đây là một trong những lợi thế ít rõ ràng của một hệ thống thứ cấp.
Khi máy bơm nhiệt được kết nối với một bể đệm thông qua một mạch chính chuyên dụng, các điều kiện thủy lực của mạch này tương đối có thể dự đoán.
Nhà thiết kế có thể tính toán:
Tỷ lệ lưu lượng yêu cầu + Giảm áp suất ống + Giảm áp suất bơm nhiệt + ốp van / kháng lắp
Điều này làm cho việc lựa chọn bơm chính xác hơn.
Thay vì chọn một máy bơm lớn chỉ vì toàn bộ mạng lưới tòa nhà khó dự đoán, các kỹ sư có thể chọn máy bơm chính đặc biệt cho mạch bơm nhiệt.
Ví dụ:
Máy bơm nhiệt → đường ống chính ngắn → bể đệm
dễ tính hơn nhiều so với:
Máy bơm nhiệt → Nhiều tầng → Độ kính ống khác nhau → Van vùng → Máy tản nhiệt → Vòng xoay quạt → Sưởi ấm sàn → Nhiều ống dẫn
Sự tách biệt này đặc biệt có giá trị trong các thiết bị phức tạp.
Máy bơm lưu thông tiêu thụ điện bất cứ khi nào chúng hoạt động.
Một máy bơm quá lớn có thể tạo ra:
Tốc độ nước quá cao
Tiêu thụ điện cao hơn
Tiếng ồn van
Áp suất khác biệt không cần thiết
Hành vi kiểm soát kém
Một máy bơm nhỏ có thể gây ra:
Dòng nước không đủ
ΔT lớn
Tăng năng lượng đầu cuối
Máy báo động bơm nhiệt
Hiệu suất sưởi ấm hoặc làm mát kém
Do đó:
Máy bơm lưu thông chính xác không phải là máy bơm lớn nhất mà là máy bơm có thể cung cấp dòng chảy cần thiết ở đầu cần thiết với điều khiển thích hợp.
Trong một hệ thống thứ cấp, vòng lặp chính chuyên dụng làm cho việc lựa chọn này dễ dàng hơn.
Máy bơm lưu thông thứ cấp có một công việc khác.
Nó phục vụ tòa nhà.
Việc lựa chọn nên xem xét các yếu tố như:
Loại thiết bị đầu cuối
Dòng chảy đầu cuối cần thiết
Chiều dài ống
Chiều kính ống
Số vòng cong
Các bộ sưu tập
Van điều khiển
Van trộn
Chiều cao của tòa nhà khi có liên quan đến thiết kế hệ thống
Mất áp suất phân phối
Nhu cầu đồng thời trong khu vực
Trong các dự án thực tế, ước tính tất cả các yếu tố này hoàn hảo trong quá trình thiết kế ban đầu có thể khó khăn.
Điều này đặc biệt đúng trong các dự án cải tạo.
Một hệ thống phụ giúp cô lập sự không chắc chắn ở phía tòa nhà từ mạch chính của máy bơm nhiệt.
Hầu hết các tòa nhà không yêu cầu dòng chảy tối đa mọi lúc.
Hãy xem xét một biệt thự với tám vùng sưởi ấm.
Vào ban đêm, có lẽ chỉ có ba khu vực cần làm nóng.
Nếu máy bơm phụ tiếp tục chạy với tốc độ đầy đủ, nhiều năng lượng bơm của nó có thể không cần thiết.
Một máy bơm ECM tốc độ biến đổi hiện đại có thể điều chỉnh điểm hoạt động của nó theo nhu cầu của hệ thống.
Ví dụ:
Nhiều khu vực mở → Nhu cầu lưu lượng cao hơn
Ít khu vực mở → Yêu cầu lưu lượng thấp hơn
Điều này đặc biệt hữu ích trong:
Sưởi ấm sàn theo khu vực
Hệ thống tản nhiệt
Mạng cuộn quạt
Thiết bị đa phòng
Điều khiển tốc độ biến đổi chính xác có thể giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng phụ không cần thiết.
Đây là một lợi thế quan trọng khác của kiến trúc hệ thống thứ cấp.
Cácbơm chínhcó thể được điều khiển theo hoạt động bơm nhiệt.
Cácbơm phụcó thể được kiểm soát theo nhu cầu xây dựng.
Ví dụ:
Khi máy bơm nhiệt cần sưởi ấm hoặc làm mát:
Bơm nhiệt ON → Bơm chính ON
Khi máy bơm nhiệt ngừng:
Máy bơm chính theo logic điều khiển của nhà sản xuất
Khi một hoặc nhiều phòng cần sưởi ấm:
Nhu cầu khu vực → Bơm phụ ON
Khi tất cả các vùng được đáp ứng:
Không cần xây dựng → Máy bơm phụ có thể giảm tốc độ hoặc dừng lại
Điều này cho phép nguồn nhiệt và hệ thống phân phối tòa nhà hoạt động theo yêu cầu của riêng họ.
Lợi ích này đặc biệt quan trọng đối với các nhà lắp đặt và kỹ sư sau bán hàng.
Trong một hệ thống trực tiếp, máy bơm nhiệt và toàn bộ mạng lưới phân phối tòa nhà được kết nối thủy lực.
Nếu xảy ra vấn đề dòng chảy, kỹ thuật viên có thể cần phải điều tra:
Máy bơm nhiệt → Bơm → ống → van → bộ lọc → Máy tản nhiệt → Ventilator Coils → Underfloor Heating
Vấn đề có thể ở bất cứ đâu.
Một hệ thống phụ chia hệ thống thành hai mạch dễ chẩn đoán hơn.
Kiểm tra:
Máy bơm nhiệt
Máy bơm chính
Các đường ống chính
Kết nối bể đệm
Bộ cảm biến dòng chảy
Van chính
Kiểm tra:
Máy bơm phụ
Van vùng
Van trộn
Phân loại
Đơn vị đầu cuối
Hệ thống đường ống phân phối
Sự tách biệt này có thể làm cho việc khởi động và khắc phục sự cố dễ dàng hơn đáng kể.
Hãy xem xét một dự án sử dụng:
Máy bơm nhiệt nguồn không khí + Radiator + Ventilator Coils + Underfloor Heating
Mỗi đầu cuối có thể có các yêu cầu khác nhau.
| Nhà ga | Các đặc điểm điển hình |
|---|---|
| Nhiệt sàn | Nhiệt độ nước thấp, khối lượng nước tương đối cao |
| Máy sưởi | Nhiệt độ nước nóng cao hơn tùy thuộc vào thiết kế |
| Vòng quạt | Hoạt động sưởi ấm / làm mát, thường có dòng chảy khác nhau và ΔT |
| Nhiều khu vực | Dòng chảy thay đổi liên tục |
Cố gắng đáp ứng tất cả các điều kiện này với một mạch dòng chảy cố định có thể trở nên khó khăn.
Một hệ thống thứ cấp cung cấp sự linh hoạt nhiều hơn.
Các máy bơm riêng biệt, van trộn, manifold và điều khiển có thể được thiết kế theo yêu cầu của mỗi mạch đầu cuối.
Máy bơm nhiệt nguồn không khí hoạt động trong thời tiết lạnh và ẩm định kỳ cần phải tan băng bộ trao đổi nhiệt ngoài trời.
Trong quá trình tan băng theo chu kỳ ngược, năng lượng nhiệt được lấy từ mặt nước của hệ thống.
Nếu khối lượng nước có sẵn trong hệ thống quá nhỏ, nhiệt độ nước có thể giảm nhanh chóng trong quá trình tan băng.
Do đó, khối lượng nước đầy đủ có thể giúp cung cấp sự ổn định nhiệt trong quá trình này.
Một bể đệm có thể góp phần vào khối lượng nhiệt có sẵn này.
Tuy nhiên, khối lượng hệ thống tối thiểu cần thiết và chiến lược tan băng nên luôn tuân theoyêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất máy bơm nhiệt.
Một bể đệm không bao giờ nên được kích thước bằng cách phỏng đoán một mình.
Không, không.
Điều này rất quan trọng.
Một bể đệm cung cấp nhiều chức năng hữu ích, nhưng nó nên giải quyết một yêu cầu kỹ thuật thực tế.
Một hệ thống đơn giản có thể không cần một nếu nó đã cung cấp:
Khối lượng nước hệ thống đầy đủ
Dòng nước ổn định
Dòng chảy tối thiểu phù hợp thông qua máy bơm nhiệt
Phương pháp điều chỉnh biến tần tốt
Phân vùng hạn chế
Thiết kế thủy lực chính xác
Thời gian chạy máy nén tối thiểu được chấp nhận
Ví dụ, một hệ thống sưởi ấm sàn một vùng được thiết kế đúng có thể chứa một lượng nước đáng kể và có dòng chảy ổn định.
Thêm một bể đệm lớn có thể mang lại ít lợi ích bổ sung.
Một bể đệm trở nên có giá trị hơn nhiều khi hệ thống có:
Nhiều khu vực
Máy điều nhiệt và van trong phòng thường xuyên thay đổi dòng nước.
Nhiều loại thiết bị đầu cuối
Máy sưởi, máy sưởi sàn và cuộn quạt hoạt động trong các điều kiện thủy lực khác nhau.
Khối lượng nước hệ thống thấp
Hệ thống không thể đáp ứng yêu cầu về khối lượng tối thiểu của nhà sản xuất máy bơm nhiệt.
Rủi ro chu kỳ ngắn
Năng lượng bơm nhiệt tối thiểu thường cao hơn nhu cầu xây dựng.
Dòng chảy biến đổi
Nhiều van đầu mở và đóng trong khi hoạt động.
Yêu cầu tách thủy lực
Máy bơm nhiệt và mạch xây dựng đòi hỏi tốc độ lưu lượng khác nhau.
Yêu cầu tan băng
Khối lượng nhiệt bổ sung có thể giúp duy trì nhiệt độ nước ổn định.
Phân phối tòa nhà phức tạp
Vòng mạch phụ có sức đề kháng thủy lực khó dự đoán.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với chủ nhà và người cài đặt mới.
Abể đệmvà abể nước nóng nội thấtthực hiện các chức năng khác nhau.
Có chứa nước hệ thống thủy điện và hỗ trợ:
Hệ thống sưởi ấm / làm mát
Lưu trữ nước nóng uống cho:
Bồn tắm / vòi nước / phòng tắm / nhà bếp
Một số thiết bị bơm nhiệt có thể chứa cả hai:
Máy bơm nhiệt + bể đệm + bể nước nóng
Chúng không nên được coi là cùng một thành phần.
Điều này đáng để nhấn mạnh.
Lắp đặt một bể đệm không thể sửa chữa:
Kích thước máy bơm nhiệt sai
Tính toán tải trọng nhiệt của tòa nhà kém
Các đường ống không đủ kích thước
Chọn máy bơm không chính xác
Logic điều khiển sai
Yêu cầu nhiệt độ nước quá cao
Chọn thiết bị đầu cuối kém
Sự cân bằng hệ thống không chính xác
Một bể đệm là một công cụ không phải là một phương pháp chữa trị cho kỹ thuật HVAC kém.
Toàn bộ hệ thống vẫn cần phải được thiết kế chính xác.
Một hệ thống thứ cấp đạt được tiềm năng đầy đủ của nó khi cả hai bên được kiểm soát một cách thông minh.
Triết lý cơ bản là:
Mặt chính = Kiểm soát theo yêu cầu bơm nhiệt
Phía thứ cấp = Kiểm soát theo nhu cầu xây dựng
Ví dụ, máy bơm nhiệt có thể sử dụng:
Kiểm soát nhiệt độ nước thoát
Bồi thường thời tiết
Nhiệt độ bể đệm
Phương pháp điều chỉnh máy nén
Trong khi đó, hệ thống thứ cấp có thể phản ứng với:
Máy điều nhiệt phòng
Nhu cầu khu vực
Áp suất khác nhau
Nhiệt độ nước cung cấp
Nhu cầu đầu cuối
Điều khiển bơm với tốc độ biến đổi
Mục tiêu không phải là làm cho cả hai máy bơm chạy liên tục với tốc độ tối đa.
Mục tiêu là cung cấpChỉ có dòng chảy và năng lượng nhiệt thực sự cần thiết.
| Chức năng | Lợi ích kỹ thuật |
|---|---|
| Thêm khối lượng nước | Tăng quán tính nhiệt |
| Lưu trữ năng lượng nhiệt tạm thời | Giúp cân bằng các thay đổi tải ngắn hạn |
| Giảm biến động nhiệt độ | Giúp ngăn ngừa chu kỳ ngắn |
| Phân tách thủy lực | Phân biệt các yêu cầu về bơm nhiệt và dòng chảy đầu cuối |
| Tốc độ nước thấp hơn trong bể | Có thể hỗ trợ tách không khí |
| Khối lượng thanh toán | Có thể giúp thu thập các chất gây ô nhiễm nặng hơn |
| mạch chính ổn định | Làm cho lựa chọn bơm chính dễ dàng hơn |
| Các mạch độc lập | Cho phép kiểm soát bơm tốt hơn |
| Khối lượng nhiệt bổ sung | Có thể hỗ trợ hoạt động tan băng ổn định |
| Phân tách thủy lực | Dễ dàng khắc phục sự cố |
Một hệ thống bơm nhiệt tốt nên cân bằng bốn yếu tố cơ bản:
Sản xuất nhiệt
↓
Dòng nước
↓
Lưu trữ nhiệt
↓
Xây dựng nhu cầu
Các bể đệm nằm ở ngã tư của các yếu tố này.
Nó có thể giúp quản lý sự khác biệt giữa:
Lượng sản xuất bơm nhiệt ️ Trọng lượng xây dựng
và:
Dòng tiền đầu tiên ️ Dòng tiền thứ cấp
Đây là lý do tại sao bể đệm có thể trở thành một thành phần quan trọng trong một hệ thống hydro thứ cấp được thiết kế tốt.
Trong ứng dụng đúng, hoàn toàn.
Một bể đệm được thiết kế đúng cách có thể làm nhiều hơn là chỉ đơn giản tăng lượng nước trong hệ thống bơm nhiệt không khí-nước.
Nó có thể cung cấp:
đệm nhiệt, tách thủy lực, ổn định dòng chảy, giảm chu kỳ ngắn, quản lý không khí được cải thiện, thu gom trầm tích, lựa chọn bơm dễ dàng hơn, điều khiển mạch độc lập,và giải quyết sự cố đơn giản hơn.
Nhưng cụm từ quan trọng là:
Được thiết kế đúng cách.
Khối chứa đệm, kết nối đường ống, bơm lưu thông, cảm biến, van và chiến lược điều khiển tất cả cần phải hoạt động cùng nhau.
Đối với một hệ thống đơn giản, ổn định, một vùng, một bể đệm có thể không cần thiết.
Đối với một hệ thống phức tạp vớisưởi ấm sàn, lò sưởi, cuộn quạt, nhiều vùng hoặc dòng nước biến đổi, một hệ thống thủy điện thứ cấp với một bể đệm được thiết kế chính xác có thể cung cấp những lợi thế kỹ thuật đáng kể.
Hệ thống HVAC tốt nhất không phải là hệ thống có nhiều thành phần nhất.
Đó là một trong đó mỗi thành phần có một mục đích kỹ thuật rõ ràng.
Để biết thêm thông tin kỹ thuật về máy bơm nhiệt nguồn không khí, hệ thống sưởi ấm thủy điện, ứng dụng sưởi ấm sàn và các giải pháp bơm nhiệt OEM, hãy truy cập:
Một bể đệm đặc biệt hữu ích khi cần thêm khối lượng nước hệ thống, tách thủy lực, ổn định dòng chảy hoặc ngăn ngừa chu kỳ ngắn.Các hệ thống đơn giản với khối lượng nước đủ và dòng chảy ổn định có thể hoạt động mà không cần một.
Một bể đệm có thể làm tăng khối lượng nước hệ thống, cung cấp quán tính nhiệt, tách thủy lực mạch chính và phụ, giúp ổn định dòng chảy, giảm chu kỳ ngắn,và hỗ trợ quản lý không khí và trầm tích.
Không trực tiếp. Một bể đệm có thể cải thiện hoạt động tổng thể của hệ thống bằng cách giảm chu kỳ và ổn định điều kiện thủy lực, nhưng nó cũng giới thiệu mất nhiệt.Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào thiết kế hoàn chỉnh.
Nó có thể hỗ trợ tách không khí vì tốc độ nước giảm bên trong bình lớn hơn, cho phép bong bóng không khí được kéo lên dễ dàng hơn.Một bộ tách không khí được thiết kế đúng cách hoặc lỗ thông hơi tự động vẫn có thể cần thiết.
Tốc độ nước thấp có thể cho phép một số hạt nặng hơn lắng đọng, đặc biệt là nếu bể có dung dịch điểm thấp phù hợp.hoặc bộ lọc từ tính nếu cần thiết.
Vị trí của nó phụ thuộc vào kiến trúc thủy lực và chức năng dự định của bể.do đó thiết kế kết nối nên được xác định theo các yêu cầu của hệ thống.
Không có quy tắc phổ quát về lít/kW phù hợp với mọi dự án. Định kích thước nên xem xét công suất bơm nhiệt tối thiểu, khối lượng nước hệ thống, thời gian chạy tối thiểu, ΔT cho phép, tải trọng xây dựng tối thiểu, phân vùng,và yêu cầu của nhà sản xuất.
Khi thiết kế một hệ thống bơm nhiệt không khí-nước, thùng đệm đôi khi được coi là một bình lưu trữ nước đơn giản.
Nhưng từ góc độ kỹ thuật thủy điện, vai trò của nó có thể quan trọng hơn nhiều.
Một bể đệm được thiết kế đúng có thể giúp:
Tăng khối lượng nước hệ thống và quán tính nhiệt
Giảm chu kỳ ngắn bơm nhiệt
Hydraulically tách máy bơm nhiệt từ mạch tòa nhà
Củng cố dòng chảy nước thông qua máy bơm nhiệt
Giúp thu thập và loại bỏ không khí kéo
Cung cấp một vị trí mà trầm tích có thể lắng đọng
Dễ dàng lựa chọn máy bơm
Làm cho việc khắc phục sự cố và khởi động dễ dàng hơn
Điều này đặc biệt quan trọng trong mộthệ thống thủy điện thứ cấp, khi mạch bơm nhiệt và mạch phân phối tòa nhà hoạt động với các máy bơm lưu thông riêng biệt.
Vậy, một bể đệm thực sự làm gì và khi nào nó đáng để lắp đặt?
Hãy nhìn nó từ góc nhìn của một kỹ sư.
Một bể đệm là một bình nước được lắp đặt trong một hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát bằng nước.
Không giống như một bình nước nóng gia dụng, mục đích chính của nó thường làKhông lưu trữ nước nóng uống.
Thay vào đó, nó chứa nước hệ thống lưu thông giữa máy bơm nhiệt và các đầu cuối sưởi ấm hoặc làm mát.
Trong một hệ thống thứ cấp điển hình, chúng ta có thể chia cài đặt thành hai mạch:
Vòng mạch chính
Máy bơm nhiệt nguồn không khí → Máy bơm lưu thông chính → Bể đệm → Máy bơm nhiệt
Vòng mạch phụ
Bể đệm → Máy bơm lưu thông thứ cấp → Sưởi ấm sàn / Máy tản nhiệt / Ventilator Coils → Bể đệm
Vì vậy, bể đệm trở thành một giao diện giữa:
Nguồn nhiệt ️ Trọng lượng xây dựng
Sự sắp xếp này cho phép máy bơm nhiệt và hệ thống phân phối tòa nhà hoạt động trong các điều kiện thủy lực khác nhau.
Đây có lẽ là chức năng nổi tiếng nhất của một bể đệm.
Nước cung cấp khối lượng nhiệt.
Hệ thống thủy điện càng chứa nhiều nước, càng cần nhiều năng lượng nhiệt để thay đổi nhiệt độ của nó.
Mối quan hệ cơ bản là:
Q = m × Cp × ΔT
Ở đâu:
Q= năng lượng nhiệt
m= khối lượng nước
Cp= công suất nhiệt riêng
ΔT= thay đổi nhiệt độ nước
Đối với các tính toán HVAC thực tế, khoảng:
1 lít nước lưu trữ 1,16 Wh năng lượng nhiệt cho mỗi sự thay đổi nhiệt độ 1 °C.
Ví dụ, một bể đệm 200 L hoạt động trong phạm vi nhiệt độ 5 °C có thể sử dụng cung cấp khoảng:
200 × 1,16 × 5 = 1,160 Wh
hoặc về:
1.16 kWh lưu trữ nhiệt
Điều này không có nghĩa là bể đệm tạo ra năng lượng.
Nó chỉ đơn giản là làm cho hệ thống lớn hơnTrọng lực nhiệt.
Và điều đó có thể cực kỳ hữu ích cho hoạt động bơm nhiệt.
Một trong những lý do lớn nhất các kỹ sư xem xét một bể đệm làđi xe đạp ngắn.
Hãy tưởng tượng một máy bơm nhiệt biến tần có thể điều chỉnh xuống một công suất sưởi ấm tối thiểu là 5 kW.
Tuy nhiên, ở nhiệt độ ngoài trời nhẹ, tòa nhà có thể chỉ cần 2 kW.
Bây giờ chúng ta có:
Điện năng bơm nhiệt: 5 kW
Nhu cầu xây dựng: 2 kW
Lượng vượt quá: 3 kW
Nếu không có đủ lượng nước, năng lượng bổ sung này làm cho nhiệt độ nước tăng nhanh chóng.
Máy bơm nhiệt đạt đến mục tiêu của nó - nhiệt độ nước rời và tắt.
Tòa nhà tiếp tục tiêu thụ nhiệt.
Nhiệt độ nước giảm.
Máy bơm nhiệt khởi động lại.
Kết quả là:
ON → OFF → ON → OFF → ON
Đây là một vòng đạp ngắn.
Đi xe đạp thường xuyên có thể ảnh hưởng tiêu cực đến:
Hiệu quả theo mùa
Sự ổn định hoạt động của máy nén
Sự thoải mái trong nhà
Tuổi thọ của thành phần
Tiêu thụ điện
Bằng cách thêm khối lượng nước, một bể đệm làm chậm tốc độ thay đổi nhiệt độ nước.
Do đó máy bơm nhiệt có thể hoạt động trong thời gian dài hơn trước khi đạt đến điều kiện dừng.
Sản xuất nhiệt và nhu cầu nhiệt của tòa nhà hầu như không bao giờ hoàn toàn bằng nhau mọi lúc.
Giả sử:
Sản lượng bơm nhiệt > Tăng nhu cầu
Năng lượng nhiệt dư thừa tạm thời làm tăng nhiệt độ của nước hệ thống.
Bây giờ hãy xem xét điều kiện ngược lại:
Nhu cầu xây dựng > Sản lượng bơm nhiệt tức thời
Tòa nhà bắt đầu chiết xuất một số năng lượng nhiệt được lưu trữ trong nước.
Do đó, bể đệm hoạt động như một đệm nhiệt tạm thời giữa sản xuất nhiệt và tiêu thụ nhiệt.
Một cách hữu ích để thể hiện điều này là:
Công suất bơm nhiệt = Nạp tải tòa nhà + Mất hệ thống ± Thay đổi năng lượng lưu trữ
Đây là lý do tại sao thuật ngữbể đệmlà thích hợp.
Nó giúp "đóng đệm" sự khác biệt ngắn hạn giữa nguồn nhiệt và tải trọng.
Trong một hệ thống hydronic thứ cấp, một trong những chức năng quan trọng nhất của một bể đệm là tách thủy lực.
Hãy xem xét lại hai vòng tròn.
Máy bơm lưu thông chính được lựa chọn theo:
Tốc độ lưu lượng cần thiết của máy bơm nhiệt
Giảm áp suất trao đổi nhiệt
Chống ống chính
Các van và phụ kiện
Yêu cầu lưu lượng tối thiểu và danh nghĩa của nhà sản xuất
Máy bơm lưu thông thứ cấp có thể cần phải phục vụ:
Sưởi ấm sàn
Máy sưởi
Các đơn vị cuộn quạt
Nhiều tầng
Các vùng sưởi ấm nhiều
Van vùng
Các đường ống dài
Bộ phân phối
Đây là những điều kiện thủy lực hoàn toàn khác nhau.
Không có sự tách biệt, một máy bơm có thể bị buộc phải thỏa mãn cả hai bên cùng một lúc.
Với một hệ thống phụ được thiết kế đúng cách, mạch bơm nhiệt có thể được tối ưu hóa cho bơm nhiệt trong khi mạch đầu cuối có thể được tối ưu hóa cho tòa nhà.
Đây là một lợi thế kỹ thuật lớn.
Không khí là một trong những vấn đề bị đánh giá thấp nhất trong hệ thống HVAC thủy lực.
Ngay cả sau khi đổ đầy và đưa vào sử dụng, một lượng nhỏ không khí có thể vẫn hòa tan trong nước hoặc bị mắc kẹt ở các vị trí khác nhau.
Không khí có thể đi vào hoặc ở lại trong một hệ thống do:
Nạp ban đầu
Bảo trì
Rác thải
Biến động áp suất
Khí hòa tan ra khỏi dung dịch
Thiết lập không đúng cách
Không khí trong hệ thống có thể gây ra:
ồn
Phân phối giảm
Dòng chảy không ổn định
Giảm chuyển nhiệt
Ống máy bơm
Sự ăn mòn
Khóa không khí
Hiệu suất đầu cuối kém
Một bể đệm có thể hỗ trợ tách không khí vì diện tích cắt ngang lớn của nó.
Hãy tưởng tượng nước chảy qua một ống tương đối nhỏ.
Tốc độ nước có thể khá cao.
Do đó, các bong bóng không khí nhỏ có thể được mang theo cùng với nước đang di chuyển.
Khi nước đi vào một bể đệm lớn hơn nhiều, khu vực dòng chảy cắt ngang tăng lên đáng kể.
Kết quả là:
Tốc độ nước giảm.
Tốc độ thấp hơn giúp các bong bóng không khí bị kéo dễ dàng tách khỏi nước và tăng lên phía trên bể.
Nếu một phù hợpMáy thông gió tự động hoặc bộ tách không khíđược lắp đặt ở một điểm cao thích hợp, không khí tích tụ sau đó có thể được loại bỏ khỏi hệ thống.
Nói một cách đơn giản:
Dòng chảy đường ống tốc độ cao → Bể đệm → Tốc độ thấp hơn → Dầu tăng → Dầu thoát
Điều này có thể cải thiện sự ổn định của hệ thống.
Tuy nhiên, một bể đệm không nên được coi là một sự thay thế cho một bộ tách không khí được thiết kế chính xác khi cần thiết.
Cùng một nguyên tắc có thể hoạt động theo hướng ngược lại đối với các chất gây ô nhiễm nặng hơn.
Tốc độ nước giảm khi nó đi vào bể đệm.
Không khí có xu hướng tăng lên.
Các hạt nặng hơn có xu hướng lắng đọng.
Hệ thống thủy điện có thể chứa các chất gây ô nhiễm như:
Các mảnh vỡ ống
Các hạt rỉ sét
Oxit kim loại
Scale
Chất còn lại của thiết bị
Các chất rắn treo
Những chất gây ô nhiễm này có thể bắt nguồn từ đường ống, van, phụ kiện, lò sưởi cũ hoặc các thành phần khác.
Một dòng chảy điểm thấp phù hợp trên bể đệm có thể giúp dễ dàng loại bỏ vật liệu lắng đọng trong quá trình bảo trì.
Điều này đặc biệt hữu ích trong các hệ thống nâng cấp nơi các lò sưởi và đường ống hiện có có thể đã chứa ô nhiễm.
Một lần nữa, bể đệm không thay thế mộtMáy tách bụi hoặc bộ lọc từ tínhkhi cần thiết.
Thay vào đó, nó có thể bổ sung cho chiến lược quản lý không khí và bụi bẩn tổng thể của hệ thống.
Không khí và ô nhiễm không chỉ là vấn đề bảo trì.
Chúng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất bơm nhiệt.
Không khí bị mắc kẹt trong mạch thủy điện có thể làm giảm lưu thông nước hiệu quả và chuyển nhiệt.
Các chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến:
Máy trao đổi nhiệt tấm
Máy bơm lưu thông
Van điều khiển
Máy lọc
Cảm biến dòng chảy
Máy trao đổi nhiệt cuộn quạt
Đây là lý do tại sao kỹ thuật thủy điện tốt nên xem xét không chỉ:
Dòng chảy + nhiệt độ
nhưng cũng có:
Chất lượng nước + Quản lý không khí + Phân tách bụi bẩn
Các yếu tố này ngày càng trở nên quan trọng trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống.
Đây là một trong những lợi thế ít rõ ràng của một hệ thống thứ cấp.
Khi máy bơm nhiệt được kết nối với một bể đệm thông qua một mạch chính chuyên dụng, các điều kiện thủy lực của mạch này tương đối có thể dự đoán.
Nhà thiết kế có thể tính toán:
Tỷ lệ lưu lượng yêu cầu + Giảm áp suất ống + Giảm áp suất bơm nhiệt + ốp van / kháng lắp
Điều này làm cho việc lựa chọn bơm chính xác hơn.
Thay vì chọn một máy bơm lớn chỉ vì toàn bộ mạng lưới tòa nhà khó dự đoán, các kỹ sư có thể chọn máy bơm chính đặc biệt cho mạch bơm nhiệt.
Ví dụ:
Máy bơm nhiệt → đường ống chính ngắn → bể đệm
dễ tính hơn nhiều so với:
Máy bơm nhiệt → Nhiều tầng → Độ kính ống khác nhau → Van vùng → Máy tản nhiệt → Vòng xoay quạt → Sưởi ấm sàn → Nhiều ống dẫn
Sự tách biệt này đặc biệt có giá trị trong các thiết bị phức tạp.
Máy bơm lưu thông tiêu thụ điện bất cứ khi nào chúng hoạt động.
Một máy bơm quá lớn có thể tạo ra:
Tốc độ nước quá cao
Tiêu thụ điện cao hơn
Tiếng ồn van
Áp suất khác biệt không cần thiết
Hành vi kiểm soát kém
Một máy bơm nhỏ có thể gây ra:
Dòng nước không đủ
ΔT lớn
Tăng năng lượng đầu cuối
Máy báo động bơm nhiệt
Hiệu suất sưởi ấm hoặc làm mát kém
Do đó:
Máy bơm lưu thông chính xác không phải là máy bơm lớn nhất mà là máy bơm có thể cung cấp dòng chảy cần thiết ở đầu cần thiết với điều khiển thích hợp.
Trong một hệ thống thứ cấp, vòng lặp chính chuyên dụng làm cho việc lựa chọn này dễ dàng hơn.
Máy bơm lưu thông thứ cấp có một công việc khác.
Nó phục vụ tòa nhà.
Việc lựa chọn nên xem xét các yếu tố như:
Loại thiết bị đầu cuối
Dòng chảy đầu cuối cần thiết
Chiều dài ống
Chiều kính ống
Số vòng cong
Các bộ sưu tập
Van điều khiển
Van trộn
Chiều cao của tòa nhà khi có liên quan đến thiết kế hệ thống
Mất áp suất phân phối
Nhu cầu đồng thời trong khu vực
Trong các dự án thực tế, ước tính tất cả các yếu tố này hoàn hảo trong quá trình thiết kế ban đầu có thể khó khăn.
Điều này đặc biệt đúng trong các dự án cải tạo.
Một hệ thống phụ giúp cô lập sự không chắc chắn ở phía tòa nhà từ mạch chính của máy bơm nhiệt.
Hầu hết các tòa nhà không yêu cầu dòng chảy tối đa mọi lúc.
Hãy xem xét một biệt thự với tám vùng sưởi ấm.
Vào ban đêm, có lẽ chỉ có ba khu vực cần làm nóng.
Nếu máy bơm phụ tiếp tục chạy với tốc độ đầy đủ, nhiều năng lượng bơm của nó có thể không cần thiết.
Một máy bơm ECM tốc độ biến đổi hiện đại có thể điều chỉnh điểm hoạt động của nó theo nhu cầu của hệ thống.
Ví dụ:
Nhiều khu vực mở → Nhu cầu lưu lượng cao hơn
Ít khu vực mở → Yêu cầu lưu lượng thấp hơn
Điều này đặc biệt hữu ích trong:
Sưởi ấm sàn theo khu vực
Hệ thống tản nhiệt
Mạng cuộn quạt
Thiết bị đa phòng
Điều khiển tốc độ biến đổi chính xác có thể giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng phụ không cần thiết.
Đây là một lợi thế quan trọng khác của kiến trúc hệ thống thứ cấp.
Cácbơm chínhcó thể được điều khiển theo hoạt động bơm nhiệt.
Cácbơm phụcó thể được kiểm soát theo nhu cầu xây dựng.
Ví dụ:
Khi máy bơm nhiệt cần sưởi ấm hoặc làm mát:
Bơm nhiệt ON → Bơm chính ON
Khi máy bơm nhiệt ngừng:
Máy bơm chính theo logic điều khiển của nhà sản xuất
Khi một hoặc nhiều phòng cần sưởi ấm:
Nhu cầu khu vực → Bơm phụ ON
Khi tất cả các vùng được đáp ứng:
Không cần xây dựng → Máy bơm phụ có thể giảm tốc độ hoặc dừng lại
Điều này cho phép nguồn nhiệt và hệ thống phân phối tòa nhà hoạt động theo yêu cầu của riêng họ.
Lợi ích này đặc biệt quan trọng đối với các nhà lắp đặt và kỹ sư sau bán hàng.
Trong một hệ thống trực tiếp, máy bơm nhiệt và toàn bộ mạng lưới phân phối tòa nhà được kết nối thủy lực.
Nếu xảy ra vấn đề dòng chảy, kỹ thuật viên có thể cần phải điều tra:
Máy bơm nhiệt → Bơm → ống → van → bộ lọc → Máy tản nhiệt → Ventilator Coils → Underfloor Heating
Vấn đề có thể ở bất cứ đâu.
Một hệ thống phụ chia hệ thống thành hai mạch dễ chẩn đoán hơn.
Kiểm tra:
Máy bơm nhiệt
Máy bơm chính
Các đường ống chính
Kết nối bể đệm
Bộ cảm biến dòng chảy
Van chính
Kiểm tra:
Máy bơm phụ
Van vùng
Van trộn
Phân loại
Đơn vị đầu cuối
Hệ thống đường ống phân phối
Sự tách biệt này có thể làm cho việc khởi động và khắc phục sự cố dễ dàng hơn đáng kể.
Hãy xem xét một dự án sử dụng:
Máy bơm nhiệt nguồn không khí + Radiator + Ventilator Coils + Underfloor Heating
Mỗi đầu cuối có thể có các yêu cầu khác nhau.
| Nhà ga | Các đặc điểm điển hình |
|---|---|
| Nhiệt sàn | Nhiệt độ nước thấp, khối lượng nước tương đối cao |
| Máy sưởi | Nhiệt độ nước nóng cao hơn tùy thuộc vào thiết kế |
| Vòng quạt | Hoạt động sưởi ấm / làm mát, thường có dòng chảy khác nhau và ΔT |
| Nhiều khu vực | Dòng chảy thay đổi liên tục |
Cố gắng đáp ứng tất cả các điều kiện này với một mạch dòng chảy cố định có thể trở nên khó khăn.
Một hệ thống thứ cấp cung cấp sự linh hoạt nhiều hơn.
Các máy bơm riêng biệt, van trộn, manifold và điều khiển có thể được thiết kế theo yêu cầu của mỗi mạch đầu cuối.
Máy bơm nhiệt nguồn không khí hoạt động trong thời tiết lạnh và ẩm định kỳ cần phải tan băng bộ trao đổi nhiệt ngoài trời.
Trong quá trình tan băng theo chu kỳ ngược, năng lượng nhiệt được lấy từ mặt nước của hệ thống.
Nếu khối lượng nước có sẵn trong hệ thống quá nhỏ, nhiệt độ nước có thể giảm nhanh chóng trong quá trình tan băng.
Do đó, khối lượng nước đầy đủ có thể giúp cung cấp sự ổn định nhiệt trong quá trình này.
Một bể đệm có thể góp phần vào khối lượng nhiệt có sẵn này.
Tuy nhiên, khối lượng hệ thống tối thiểu cần thiết và chiến lược tan băng nên luôn tuân theoyêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất máy bơm nhiệt.
Một bể đệm không bao giờ nên được kích thước bằng cách phỏng đoán một mình.
Không, không.
Điều này rất quan trọng.
Một bể đệm cung cấp nhiều chức năng hữu ích, nhưng nó nên giải quyết một yêu cầu kỹ thuật thực tế.
Một hệ thống đơn giản có thể không cần một nếu nó đã cung cấp:
Khối lượng nước hệ thống đầy đủ
Dòng nước ổn định
Dòng chảy tối thiểu phù hợp thông qua máy bơm nhiệt
Phương pháp điều chỉnh biến tần tốt
Phân vùng hạn chế
Thiết kế thủy lực chính xác
Thời gian chạy máy nén tối thiểu được chấp nhận
Ví dụ, một hệ thống sưởi ấm sàn một vùng được thiết kế đúng có thể chứa một lượng nước đáng kể và có dòng chảy ổn định.
Thêm một bể đệm lớn có thể mang lại ít lợi ích bổ sung.
Một bể đệm trở nên có giá trị hơn nhiều khi hệ thống có:
Nhiều khu vực
Máy điều nhiệt và van trong phòng thường xuyên thay đổi dòng nước.
Nhiều loại thiết bị đầu cuối
Máy sưởi, máy sưởi sàn và cuộn quạt hoạt động trong các điều kiện thủy lực khác nhau.
Khối lượng nước hệ thống thấp
Hệ thống không thể đáp ứng yêu cầu về khối lượng tối thiểu của nhà sản xuất máy bơm nhiệt.
Rủi ro chu kỳ ngắn
Năng lượng bơm nhiệt tối thiểu thường cao hơn nhu cầu xây dựng.
Dòng chảy biến đổi
Nhiều van đầu mở và đóng trong khi hoạt động.
Yêu cầu tách thủy lực
Máy bơm nhiệt và mạch xây dựng đòi hỏi tốc độ lưu lượng khác nhau.
Yêu cầu tan băng
Khối lượng nhiệt bổ sung có thể giúp duy trì nhiệt độ nước ổn định.
Phân phối tòa nhà phức tạp
Vòng mạch phụ có sức đề kháng thủy lực khó dự đoán.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với chủ nhà và người cài đặt mới.
Abể đệmvà abể nước nóng nội thấtthực hiện các chức năng khác nhau.
Có chứa nước hệ thống thủy điện và hỗ trợ:
Hệ thống sưởi ấm / làm mát
Lưu trữ nước nóng uống cho:
Bồn tắm / vòi nước / phòng tắm / nhà bếp
Một số thiết bị bơm nhiệt có thể chứa cả hai:
Máy bơm nhiệt + bể đệm + bể nước nóng
Chúng không nên được coi là cùng một thành phần.
Điều này đáng để nhấn mạnh.
Lắp đặt một bể đệm không thể sửa chữa:
Kích thước máy bơm nhiệt sai
Tính toán tải trọng nhiệt của tòa nhà kém
Các đường ống không đủ kích thước
Chọn máy bơm không chính xác
Logic điều khiển sai
Yêu cầu nhiệt độ nước quá cao
Chọn thiết bị đầu cuối kém
Sự cân bằng hệ thống không chính xác
Một bể đệm là một công cụ không phải là một phương pháp chữa trị cho kỹ thuật HVAC kém.
Toàn bộ hệ thống vẫn cần phải được thiết kế chính xác.
Một hệ thống thứ cấp đạt được tiềm năng đầy đủ của nó khi cả hai bên được kiểm soát một cách thông minh.
Triết lý cơ bản là:
Mặt chính = Kiểm soát theo yêu cầu bơm nhiệt
Phía thứ cấp = Kiểm soát theo nhu cầu xây dựng
Ví dụ, máy bơm nhiệt có thể sử dụng:
Kiểm soát nhiệt độ nước thoát
Bồi thường thời tiết
Nhiệt độ bể đệm
Phương pháp điều chỉnh máy nén
Trong khi đó, hệ thống thứ cấp có thể phản ứng với:
Máy điều nhiệt phòng
Nhu cầu khu vực
Áp suất khác nhau
Nhiệt độ nước cung cấp
Nhu cầu đầu cuối
Điều khiển bơm với tốc độ biến đổi
Mục tiêu không phải là làm cho cả hai máy bơm chạy liên tục với tốc độ tối đa.
Mục tiêu là cung cấpChỉ có dòng chảy và năng lượng nhiệt thực sự cần thiết.
| Chức năng | Lợi ích kỹ thuật |
|---|---|
| Thêm khối lượng nước | Tăng quán tính nhiệt |
| Lưu trữ năng lượng nhiệt tạm thời | Giúp cân bằng các thay đổi tải ngắn hạn |
| Giảm biến động nhiệt độ | Giúp ngăn ngừa chu kỳ ngắn |
| Phân tách thủy lực | Phân biệt các yêu cầu về bơm nhiệt và dòng chảy đầu cuối |
| Tốc độ nước thấp hơn trong bể | Có thể hỗ trợ tách không khí |
| Khối lượng thanh toán | Có thể giúp thu thập các chất gây ô nhiễm nặng hơn |
| mạch chính ổn định | Làm cho lựa chọn bơm chính dễ dàng hơn |
| Các mạch độc lập | Cho phép kiểm soát bơm tốt hơn |
| Khối lượng nhiệt bổ sung | Có thể hỗ trợ hoạt động tan băng ổn định |
| Phân tách thủy lực | Dễ dàng khắc phục sự cố |
Một hệ thống bơm nhiệt tốt nên cân bằng bốn yếu tố cơ bản:
Sản xuất nhiệt
↓
Dòng nước
↓
Lưu trữ nhiệt
↓
Xây dựng nhu cầu
Các bể đệm nằm ở ngã tư của các yếu tố này.
Nó có thể giúp quản lý sự khác biệt giữa:
Lượng sản xuất bơm nhiệt ️ Trọng lượng xây dựng
và:
Dòng tiền đầu tiên ️ Dòng tiền thứ cấp
Đây là lý do tại sao bể đệm có thể trở thành một thành phần quan trọng trong một hệ thống hydro thứ cấp được thiết kế tốt.
Trong ứng dụng đúng, hoàn toàn.
Một bể đệm được thiết kế đúng cách có thể làm nhiều hơn là chỉ đơn giản tăng lượng nước trong hệ thống bơm nhiệt không khí-nước.
Nó có thể cung cấp:
đệm nhiệt, tách thủy lực, ổn định dòng chảy, giảm chu kỳ ngắn, quản lý không khí được cải thiện, thu gom trầm tích, lựa chọn bơm dễ dàng hơn, điều khiển mạch độc lập,và giải quyết sự cố đơn giản hơn.
Nhưng cụm từ quan trọng là:
Được thiết kế đúng cách.
Khối chứa đệm, kết nối đường ống, bơm lưu thông, cảm biến, van và chiến lược điều khiển tất cả cần phải hoạt động cùng nhau.
Đối với một hệ thống đơn giản, ổn định, một vùng, một bể đệm có thể không cần thiết.
Đối với một hệ thống phức tạp vớisưởi ấm sàn, lò sưởi, cuộn quạt, nhiều vùng hoặc dòng nước biến đổi, một hệ thống thủy điện thứ cấp với một bể đệm được thiết kế chính xác có thể cung cấp những lợi thế kỹ thuật đáng kể.
Hệ thống HVAC tốt nhất không phải là hệ thống có nhiều thành phần nhất.
Đó là một trong đó mỗi thành phần có một mục đích kỹ thuật rõ ràng.
Để biết thêm thông tin kỹ thuật về máy bơm nhiệt nguồn không khí, hệ thống sưởi ấm thủy điện, ứng dụng sưởi ấm sàn và các giải pháp bơm nhiệt OEM, hãy truy cập:
Một bể đệm đặc biệt hữu ích khi cần thêm khối lượng nước hệ thống, tách thủy lực, ổn định dòng chảy hoặc ngăn ngừa chu kỳ ngắn.Các hệ thống đơn giản với khối lượng nước đủ và dòng chảy ổn định có thể hoạt động mà không cần một.
Một bể đệm có thể làm tăng khối lượng nước hệ thống, cung cấp quán tính nhiệt, tách thủy lực mạch chính và phụ, giúp ổn định dòng chảy, giảm chu kỳ ngắn,và hỗ trợ quản lý không khí và trầm tích.
Không trực tiếp. Một bể đệm có thể cải thiện hoạt động tổng thể của hệ thống bằng cách giảm chu kỳ và ổn định điều kiện thủy lực, nhưng nó cũng giới thiệu mất nhiệt.Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào thiết kế hoàn chỉnh.
Nó có thể hỗ trợ tách không khí vì tốc độ nước giảm bên trong bình lớn hơn, cho phép bong bóng không khí được kéo lên dễ dàng hơn.Một bộ tách không khí được thiết kế đúng cách hoặc lỗ thông hơi tự động vẫn có thể cần thiết.
Tốc độ nước thấp có thể cho phép một số hạt nặng hơn lắng đọng, đặc biệt là nếu bể có dung dịch điểm thấp phù hợp.hoặc bộ lọc từ tính nếu cần thiết.
Vị trí của nó phụ thuộc vào kiến trúc thủy lực và chức năng dự định của bể.do đó thiết kế kết nối nên được xác định theo các yêu cầu của hệ thống.
Không có quy tắc phổ quát về lít/kW phù hợp với mọi dự án. Định kích thước nên xem xét công suất bơm nhiệt tối thiểu, khối lượng nước hệ thống, thời gian chạy tối thiểu, ΔT cho phép, tải trọng xây dựng tối thiểu, phân vùng,và yêu cầu của nhà sản xuất.